本技術(shù)主要涉及到存儲管理的，更確切的說，涉及到了在存儲硬盤的熱插拔期間保護(hù)存儲硬盤的一種半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

1、網(wǎng)絡(luò)存儲器或存儲服務(wù)器或云服務(wù)站等皆大量使用多盤位，以便在存儲擴(kuò)容或存儲縮容的需求中能夠便捷的在盤位處熱插拔硬盤。在由數(shù)十個(gè)甚至近百個(gè)盤位所組網(wǎng)的服務(wù)器中硬盤突然的熱插拔，會(huì)較大概率的增加硬盤故障率、導(dǎo)致硬盤損壞。熱插拔時(shí)如果未正確保護(hù)硬盤數(shù)據(jù)端口，還會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)在熱插拔過程中遭到破壞或刪除。

2、針對硬盤的被熱插拔的端口這一類對象，熱插拔處理事件的瞬間，端口處陡然的電壓浪涌或者陡然的電壓跌落，很容易傷害端口。熱插拔導(dǎo)致端口處電壓的瞬變不僅僅會(huì)損毀端口以及與端口相連的電子元器件、嚴(yán)重的還會(huì)損壞存儲顆粒等部件。在熱插拔期間丟失的數(shù)據(jù)往往是近乎不太可能恢復(fù)的。這是亟待解決的嚴(yán)峻問題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)涉及一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包括：

2、第一導(dǎo)電類型的襯底，在襯底背面植入的第一導(dǎo)電類型的第一阱區(qū)、在襯底正面植入的第二導(dǎo)電類型的第二阱區(qū)；

3、開設(shè)在襯底正面的多個(gè)溝槽，溝槽內(nèi)壁附著有絕緣層及溝槽內(nèi)部填充有導(dǎo)電材料；

4、設(shè)置在襯底背面的一個(gè)極板，每個(gè)溝槽在垂直于襯底的方向上皆與極板交疊；

5、位于所述第一阱區(qū)的并設(shè)在襯底背面的第一導(dǎo)電類型的第一摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型的第二摻雜區(qū)、位于所述第二阱區(qū)的并設(shè)在襯底正面的第二導(dǎo)電類型的第三摻雜區(qū)；

6、設(shè)置在襯底背面的接觸所述極板的一個(gè)第二導(dǎo)電類型的鉗位區(qū)、以及從鉗位區(qū)延伸到第一阱區(qū)的一個(gè)第一導(dǎo)電類型的聯(lián)結(jié)區(qū)；

7、施加于所述導(dǎo)電材料及第三摻雜區(qū)的瞬態(tài)電壓在引導(dǎo)所述鉗位區(qū)與聯(lián)結(jié)區(qū)之間的結(jié)點(diǎn)被反向擊穿的條件下，由被觸發(fā)導(dǎo)通的并介于所述第二摻雜區(qū)、襯底、第三摻雜區(qū)之間的一個(gè)雙極晶體管來釋放所述瞬態(tài)電壓。

8、上述的半導(dǎo)體裝置，所述襯底正面設(shè)置有頂部金屬層，其接觸所述第三摻雜區(qū)和所述導(dǎo)電材料，并且所述瞬態(tài)電壓連接到所述頂部金屬層處；

9、所述襯底背面設(shè)置有底部金屬層，其接觸所述第一摻雜區(qū)和所述第二摻雜區(qū)，并且所述底部金屬層連接到一個(gè)參考地處。

10、上述的半導(dǎo)體裝置，在所述襯底正面覆蓋有頂部介質(zhì)層，其露出所述頂部金屬層的局部區(qū)域，以作為承接瞬態(tài)電壓的一個(gè)端口；在襯底背面覆蓋有底部介質(zhì)層，其露出所述底部金屬層的局部區(qū)域，以作為承接所述參考地的一個(gè)端口。

11、上述的半導(dǎo)體裝置，在襯底背面覆蓋有底部介質(zhì)層，其露出極板的局部區(qū)域，以作為承接所述瞬態(tài)電壓的一個(gè)端口，所述瞬態(tài)電壓通過電阻連接到所述極板處。

12、上述的半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置與硬盤的插拔端子電性連接，其中，所述瞬態(tài)電壓為硬盤的插拔端子在熱插拔事件階段所承受的突變電壓。

13、上述的半導(dǎo)體裝置，還包括設(shè)在襯底背面的一個(gè)或多個(gè)第二導(dǎo)電類型的掩埋區(qū)，掩埋區(qū)接觸所述極板并且所述掩埋區(qū)位于多個(gè)所述溝槽與所述極板之間的襯底區(qū)域。

14、上述的半導(dǎo)體裝置，還包括位于第二阱區(qū)的并設(shè)在襯底正面的第一導(dǎo)電類型的第四摻雜區(qū)；當(dāng)介于第二摻雜區(qū)、襯底、第三摻雜區(qū)之間的雙極晶體管觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，其導(dǎo)通條件下的電流觸發(fā)介于第四摻雜區(qū)、第二阱區(qū)、襯底間的另一雙極晶體管導(dǎo)通。

15、上述的半導(dǎo)體裝置，所述第一阱區(qū)和所述第二阱區(qū)分別位于襯底的用于布置多個(gè)所述溝槽的一個(gè)指定區(qū)域的不同側(cè)、且互不交疊，從而使任意一個(gè)雙極晶體管導(dǎo)通時(shí)的電流至少具有橫向流經(jīng)襯底的位于多個(gè)所述溝槽之間的間隙區(qū)的橫向路徑。

16、上述的半導(dǎo)體裝置，還包括設(shè)在襯底正面的第二導(dǎo)電類型的本體區(qū)，所述溝槽向下貫穿本體區(qū)；以及

17、還包括位于相鄰所述溝槽之間的并設(shè)在襯底正面的金屬栓塞，任意相鄰兩個(gè)所述溝槽之間的一個(gè)金屬栓塞在本體區(qū)內(nèi)向下延伸、但沒有延伸到本體區(qū)下側(cè)的襯底處；

18、所述瞬態(tài)電壓同時(shí)還施加在所述的金屬栓塞上。

19、本技術(shù)還涉及一種在硬盤熱插拔期間保護(hù)硬盤的方法，其特征在于，利用一個(gè)半導(dǎo)體裝置來釋放硬盤的插拔端子在熱插拔事件之時(shí)的瞬態(tài)電壓：

20、所述的半導(dǎo)體裝置包括：

21、第一導(dǎo)電類型的襯底，在襯底背面植入的第一導(dǎo)電類型的第一阱區(qū)、在襯底正面植入的第二導(dǎo)電類型的第二阱區(qū)；

22、開設(shè)在襯底正面的多個(gè)溝槽，溝槽內(nèi)壁附著有絕緣層及溝槽內(nèi)部填充有導(dǎo)電材料；

23、設(shè)置在襯底背面的一個(gè)極板，每個(gè)溝槽在垂直于襯底的方向上皆與極板交疊；

24、位于所述第一阱區(qū)的并設(shè)在襯底背面的第一導(dǎo)電類型的第一摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型的第二摻雜區(qū)、位于所述第二阱區(qū)的并設(shè)在襯底正面的第二導(dǎo)電類型的第三摻雜區(qū)；

25、設(shè)置在襯底背面的接觸所述極板的一個(gè)第二導(dǎo)電類型的鉗位區(qū)、以及從鉗位區(qū)延伸到第一阱區(qū)的一個(gè)第一導(dǎo)電類型的聯(lián)結(jié)區(qū)；

26、施加于所述導(dǎo)電材料及第三摻雜區(qū)的瞬態(tài)電壓在引導(dǎo)所述鉗位區(qū)與聯(lián)結(jié)區(qū)之間的結(jié)點(diǎn)被反向擊穿的條件下，由被觸發(fā)導(dǎo)通的并介于所述第二摻雜區(qū)、襯底、第三摻雜區(qū)之間的一個(gè)雙極晶體管來釋放所述瞬態(tài)電壓；

27、所述的方法包括：

28、對所述硬盤執(zhí)行熱插拔，在所述半導(dǎo)體裝置與所述硬盤進(jìn)行對接時(shí)，將所述硬盤的插拔端子在熱插拔事件中所產(chǎn)生的浪涌電壓視為所述瞬態(tài)電壓；

29、利用所述極板與多個(gè)所述溝槽內(nèi)的導(dǎo)電材料之間存在的電容而將所述瞬態(tài)電壓耦合到所述鉗位區(qū)與聯(lián)結(jié)區(qū)之間的結(jié)點(diǎn)處，以觸發(fā)該雙極晶體管予以導(dǎo)通。

30、上述的方法，所述的襯底正面設(shè)置有頂部金屬層，其接觸所述第三摻雜區(qū)和所述導(dǎo)電材料，并且所述瞬態(tài)電壓連接到所述頂部金屬層處；

31、所述襯底背面設(shè)置有底部金屬層，其接觸所述第一摻雜區(qū)和所述第二摻雜區(qū)，并且所述底部金屬層連接到一個(gè)參考地處。

32、上述的方法，在所述的襯底正面覆蓋有頂部介質(zhì)層，其露出所述的頂部金屬層的局部區(qū)域，以作為承接瞬態(tài)電壓的一個(gè)端口；在襯底背面覆蓋有底部介質(zhì)層，其露出所述底部金屬層的局部區(qū)域，以作為承接所述參考地的一個(gè)端口。

33、上述的方法，在襯底背面覆蓋有底部介質(zhì)層，其露出所述極板的局部區(qū)域，以作為承接所述瞬態(tài)電壓的一個(gè)端口，所述瞬態(tài)電壓通過電阻連接到所述極板處。

34、上述的方法，所述半導(dǎo)體裝置與硬盤的插拔端子電性連接，其中，所述瞬態(tài)電壓為硬盤的插拔端子在熱插拔事件階段所承受的突變電壓。

35、上述的方法，還包括設(shè)在襯底背面的一個(gè)或多個(gè)第二導(dǎo)電類型的掩埋區(qū)，所述掩埋區(qū)接觸所述極板并且所述掩埋區(qū)位于多個(gè)所述溝槽與所述極板之間的襯底區(qū)域。

36、上述的方法，還包括位于所述的第二阱區(qū)的并設(shè)在襯底正面的第一導(dǎo)電類型的第四摻雜區(qū)；介于第二摻雜區(qū)、襯底、第三摻雜區(qū)之間的雙極晶體管觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，其導(dǎo)通條件下的電流觸發(fā)介于第四摻雜區(qū)、第二阱區(qū)、襯底間的另一雙極晶體管進(jìn)一步導(dǎo)通。

37、上述的方法，所述的第一阱區(qū)和所述第二阱區(qū)分別位于襯底的用于布置多個(gè)所述溝槽的一個(gè)指定區(qū)域的不同側(cè)、且互不交疊，從而使任意一個(gè)雙極晶體管導(dǎo)通時(shí)的電流至少具有橫向流經(jīng)襯底的位于多個(gè)所述溝槽之間的間隙區(qū)的橫向路徑。

38、上述的方法，還包括設(shè)在所述襯底正面的第二導(dǎo)電類型的本體區(qū)，所述溝槽向下貫穿該本體區(qū)；以及

39、還包括位于相鄰所述溝槽之間的并設(shè)在襯底正面的金屬栓塞，任意相鄰兩個(gè)所述溝槽之間的一個(gè)金屬栓塞在本體區(qū)內(nèi)向下延伸、但沒有延伸到本體區(qū)下側(cè)的襯底處；

40、所述瞬態(tài)電壓同時(shí)還施加在所述的金屬栓塞上。

41、本技術(shù)的優(yōu)勢之一：對經(jīng)常熱插拔的硬盤而言，即便其硬件接口存在較大概率的偶發(fā)誕生而來的徒增電壓或徒降電壓，由于本技術(shù)之半導(dǎo)體裝置面臨此類電壓時(shí)可通過觸發(fā)導(dǎo)通的雙極晶體管來產(chǎn)生泄放路徑，所以熱插拔的偶發(fā)閃變電壓對硬件接口的擾動(dòng)會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)消除負(fù)面影響?？煞乐褂脖P或主機(jī)的相關(guān)熱插拔接口損毀。也較大程度的降低在熱插拔期間硬盤發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的概率，例如避免浪涌損壞存儲顆粒。

42、本技術(shù)的優(yōu)勢之二：半導(dǎo)體裝置對熱插拔的變化電壓極度敏感，首先是以優(yōu)先級高的方式保障對于高頻的閃變電壓的高速釋放和泄壓，而同時(shí)也還兼顧到以優(yōu)先級低的方式保障對于低頻的緩變電壓的次高速釋放和泄壓。也就是說，熱插拔相關(guān)的瞬態(tài)電壓這類變化電壓內(nèi)部的高頻分量和低頻分量各自均有合理而又有效的釋放途徑。

43、本技術(shù)的優(yōu)勢之三：半導(dǎo)體裝置對熱插拔造成的不可抗擊電壓，具有基于有限雪崩而激活泄放路徑的自我保護(hù)機(jī)制。換而言之，當(dāng)半導(dǎo)體裝置被施加了足以損毀自身及損毀硬盤的不可抗擊電壓之時(shí)，會(huì)觸發(fā)其保護(hù)機(jī)制來避免損毀的發(fā)生或擴(kuò)大化。