專利名稱：靜電放電保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路保護裝置，更具體地說，涉及靜電放電保護裝置。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體裝置在生產(chǎn)制造、加工、組裝、運送、使用等過程中，整個流程都會遭受 ESD (Electro-Staticdischarge的縮寫，即靜電放電)的威脅，若無適當(dāng)防護措施，半導(dǎo)體裝置就會受到破壞而無法銷售。如圖Ia所示，耦接于兩個電路20a和20b的間的第一電力切入元件50包括第一二
極管串聯(lián)模組52以及與其并聯(lián)反方向?qū)ǖ牡诙O管串聯(lián)模組M，其中第一二極管串聯(lián)模組52由兩個第一二極管52a串聯(lián)而成，而第二二極管串聯(lián)模組M由兩個第二二極管 54a串聯(lián)而成。上述第一電力切入元件50耦接于電路20a的電源供應(yīng)端VCC 1/接地端GND 1和電路20b的電源供應(yīng)端VCC 2/接地端GND 2的間，用以在電路20a的電源供應(yīng)端VCC 1/ 接地端GND 1和電路20b的電源供應(yīng)端VCC 2/接地端GND 2的間提供一靜電放電路徑。舉例來說，當(dāng)電路20a的電源供應(yīng)端VCC 1/接地端GND 1遭受ESD的轟擊時，可視為對第一電力切入元件50的第一二極管串聯(lián)模組52施加順向偏壓而使第一電力切入元件50導(dǎo)通，將大量的ESD暫態(tài)電流經(jīng)由第一電力切入元件50對應(yīng)傳遞至電路20b的電源供應(yīng)端VCC 2/接地端GND 2?；蛘?，電路20b的電源供應(yīng)端VCC 2/接地端GND 2遭受靜電放電的轟擊時，也會導(dǎo)通第一電力切入元件50將大量的ESD暫態(tài)電流經(jīng)由第一電力切入元件50對應(yīng)傳遞至電路20a的電源供應(yīng)端VCC 1/接地端GND 1。因此，電路20a中的受保護元件IOa或電路20b中的受保護元件IOb不會遭受到靜電放電的威脅而被靜電電流毀損導(dǎo)致失效。另外，由二極管構(gòu)成的第一電力切入元件50 在不導(dǎo)通時，可具有阻隔來自相鄰電路雜訊的效果。如圖Ib所示為第一電力切入元件50的等效電路示意圖。由于現(xiàn)有的第一電力切入元件50通常由位于η型井區(qū)或ρ型井區(qū)的PN 二極管構(gòu)成，因而在井區(qū)中具有寄生電阻。如第Ib圖所示，二極管串聯(lián)模組52的二極管52a的等效電路可視為一不具阻抗的二極管52 串聯(lián)寄生電阻52 ，而二極管串聯(lián)模組M的二極管Ma的等效電路可視為一不具阻抗的二極管討 串聯(lián)一寄生電阻討 。然而，上述寄生電阻會阻擋ESD暫態(tài)電流的流通，而如果為了降低導(dǎo)通時第一電力切入元件50的寄生電阻而加大井區(qū)的面積，會使元件整體面積增加，無法達(dá)到高元件密度的要求。如圖2所示為已知的第二電力切入元件30的電路示意圖。為了降低電力切入元件的寄生電阻，可利用金屬氧化物半導(dǎo)體MOS 32并聯(lián)反方向?qū)ǖ腗OS 34構(gòu)成第二電力切入元件30。當(dāng)ESD暫態(tài)電流大于MOS(Metal-Oxide-kmiconductor，即金屬-氧化物-半導(dǎo)體)的起始電壓時，會使MOS 32或MOS 34導(dǎo)通，將大量的ESD暫態(tài)電流經(jīng)由第二電力切入元件30從其中的一個電路的電源供應(yīng)端VCC 1/接地端GND 1對應(yīng)傳遞至另一個電路的電源供應(yīng)端VCC 2/接地端GND 2。由于MOS 32或MOS 34導(dǎo)通時的輸出阻抗遠(yuǎn)小于由二極管構(gòu)成的第一電力切入元件50的寄生電阻52 或M ，因此第二電力切入元件30可傳遞較大的暫態(tài)電流。另外， MOS 32或MOS 34本身的起始電壓也有助于阻隔來自相鄰電路雜訊的效果。然而，為了降低導(dǎo)通時第二電力切入元件30的輸出阻抗以提升傳遞ESD暫態(tài)電流的效果，會使元件整體面積增加，無法達(dá)到高元件密度的要求。在此技術(shù)領(lǐng)域中，需要一種高元件密度的靜電放電保護裝置，在導(dǎo)通時具有較低的導(dǎo)通內(nèi)電阻以提升傳遞ESD暫態(tài)電流的效果，在不導(dǎo)通時提供較佳雜訊阻隔的效果，以改善上述缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述為了降低導(dǎo)通時電力切入元件的輸出阻抗以提升傳遞ESD暫態(tài)電流的效果，使元件整體面積增加無法達(dá)到高元件密度的缺陷，提供一種靜電放電保護裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案一是構(gòu)造一種靜電放電保護裝置，用以在第一電路和第二電路之間提供靜電放電路徑，該靜電放電保護裝置包括第一摻雜區(qū) 具有第一導(dǎo)電類型；第一井區(qū)具有相反于該第一導(dǎo)電類型的第二導(dǎo)電類型；第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)位于該第一井區(qū)中，所述第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)分別具有第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型；所述第一摻雜區(qū)耦接至第一電路的電源供應(yīng)端或接地端，所述第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)皆對應(yīng)耦接至第二電路的電源供應(yīng)端或接地端。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案二是構(gòu)造一種靜電放電保護裝置，用以在第一電路和第二電路之間提供靜電放電路徑，其特征在于，該靜電放電保護裝置包括 至少二個靜電放電保護子裝置，所述靜電放電保護子裝置包括第一摻雜區(qū)具有第一導(dǎo)電類型；第一井區(qū)具有相反于所述第一導(dǎo)電類型的第二導(dǎo)電類型；第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)位于所述第一井區(qū)中，所述第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)分別具有第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型，其中一個靜電放電保護子裝置的第一摻雜區(qū)與另一靜電放電保護子裝置的第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)皆耦接至所述第一電路的電源供應(yīng)端或接地端，且其中一個靜電放電保護子裝置的第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)與另一靜電放電保護子裝置的第一摻雜區(qū)皆對應(yīng)耦接至第二電路的電源供應(yīng)端或接地端。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案三是構(gòu)造一種靜電放電保護裝置，用以在第一電路和第二電路之間提供靜電放電路徑，所述靜電放電保護裝置包括第一摻雜區(qū)具有第一導(dǎo)電類型；第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)分別具有第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型；所述第一摻雜區(qū)耦接至第一電路的電源供應(yīng)端或接地端，所述第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)皆對應(yīng)耦接至第二電路的電源供應(yīng)端或接地端。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案四是構(gòu)造一種靜電放電保護裝置，用以在第一電路和第二電路之間提供靜電放電路徑，所述靜電放電保護裝置包括第一摻雜區(qū)具有第一導(dǎo)電類型；第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)分別具有第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型；其中一個靜電放電保護子裝置的第一摻雜區(qū)和另一靜電放電保護子裝置的第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)皆耦接至第一電路的電源供應(yīng)端或接地端，且其中一個靜電放電保護子裝置的第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)和另一靜電放電保護子裝置的第一摻雜區(qū)皆對應(yīng)耦接至第二電路的電源供應(yīng)端或接地端。實施本發(fā)明的靜電放電保護裝置，具有以下有益效果所述靜電放電保護裝置為互相連接的兩個電路提供了靜電放電路徑，有效保護了半導(dǎo)體裝置不受ESD的威脅，且在不增加元件整體面積實現(xiàn)高元件密度的前提下，降低了店里切入元件的輸出阻抗達(dá)到了提升傳遞ESD暫態(tài)電流的效果。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖Ia為現(xiàn)有第一電力切入元件的示意圖；圖Ib為圖Ia所示電力切入元件的等效電路示意圖；圖2為現(xiàn)有第二電力切入元件的電路示意圖；圖3為本發(fā)明靜電放電保護裝置具體實施例的示意圖；圖如為本發(fā)明的靜電放電保護裝置第一實施例的剖面示意圖；圖4b為本發(fā)明的靜電放電保護裝置第二實施例的剖面示意圖；圖如為圖如和圖4b的等效電路示意圖；圖fe為本發(fā)明的靜電放電保護裝置第三實施例的剖面示意圖；圖恥為本發(fā)明的靜電放電保護裝置第四實施例的剖面示意圖；圖5c為圖和圖恥的等效電路示意圖；圖6a為本發(fā)明的靜電放電保護裝置第五實施例的剖面示意圖；圖6b為本發(fā)明的靜電放電保護裝置第六實施例的剖面示意圖；圖6c為圖6a和圖6b的等效電路示意圖；圖7a為本發(fā)明的靜電放電保護裝置第七實施例的剖面示意圖；圖7b為本發(fā)明的靜電放電保護裝置第八實施例的剖面示意圖；圖7c為圖7a和圖7b的等效電路示意圖。
具體實施例方式以下根據(jù)附圖詳細(xì)介紹各實施例，做為本發(fā)明的參考依據(jù)。在圖式或說明書描述中，相似或相同部分皆使用相同圖號。且在說明書附圖中，實施例的形狀或是厚度可擴大， 加以簡化以方便標(biāo)示。再者，圖式中各元件的部分將以分別描述說明的，值得注意的是，圖中未繪示或描述的元件，為所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者所知的形式，另外，特定的實施例僅為揭示本發(fā)明使用的特定方式，其并非用以限定本發(fā)明。如圖3所示，本發(fā)明實施例中的靜電放電保護裝置500可設(shè)置于第一電路250a和第二電路250b的間，例如耦接至第一電路250a的電源供應(yīng)端VCCl和第二電路250b的電源供應(yīng)端VCC 2，或者是耦接至第一電路250a的接地端GND 1和第二電路250b的接地端 GND 2。如圖3所示，第一電路250a和第二電路250b的電源供應(yīng)端和接地端的間分別具有受保護元件150a和150b。本發(fā)明實施例中的靜電放電保護裝置500用以在第一電路 250a和第二電路250b的間提供靜電放電路徑，以使受保護元件150a或150b不會遭受到靜電放電的威脅而被靜電電流毀損導(dǎo)致失效。第一實施例如圖如所示，本發(fā)明實施例中的靜電放電保護裝置500a系設(shè)置于一基板200中。 靜電放電保護裝置500a包括第一摻雜區(qū)202、設(shè)置于第一井區(qū)208中的第二摻雜區(qū)204和第三摻雜區(qū)206，其中第一摻雜區(qū)202可耦接至如圖3所示的第一電路250a的電源供應(yīng)端 VCC 1或接地端GND 1，且第二摻雜區(qū)204和第三摻雜區(qū)206皆可對應(yīng)耦接至如圖3所示的第二電路250b的電源供應(yīng)端VCC 2或接地端GND 2。舉例來說，如果第一摻雜區(qū)202耦接至如圖3所示的第一電路250a的電源供應(yīng)端 VCC 1時，則第二摻雜區(qū)204和第三摻雜區(qū)206皆對應(yīng)耦接至如圖3所示的第二電路250b 的電源供應(yīng)端VCC 2?；蛘?，如果第一摻雜區(qū)202耦接至如圖3所示的第一電路250a的接地端GND 1時，則第二摻雜區(qū)204和第三摻雜區(qū)206皆對應(yīng)耦接至如圖3所示的第二電路 250b的接地端GND 2。如圖如所示，本發(fā)明實施例中的靜電放電保護裝置500a的第一摻雜區(qū)202、第二摻雜區(qū)204和第三摻雜區(qū)206系藉由復(fù)數(shù)個淺溝槽隔絕物201彼此隔開，且第一摻雜區(qū) 202、第二摻雜區(qū)204和第三摻雜區(qū)206皆鄰近于基板200的表面。在本發(fā)明實施例中，基板200可為矽基板。在其他實施例中，可利用鍺化矽、塊狀半導(dǎo)體、應(yīng)變半導(dǎo)體、化合物半導(dǎo)體、絕緣層上覆矽，或其他常用的半導(dǎo)體基板?；?00可可植入P型或η型不純物，以針對設(shè)計需要改變其導(dǎo)電類型。在本發(fā)明實施例中，基板200 的導(dǎo)電類型可例如為P型。在本發(fā)明實施例中，第一摻雜區(qū)202和第二摻雜區(qū)204的導(dǎo)電類型可與基板200的導(dǎo)電類型相同，而第三摻雜區(qū)206和第一井區(qū)208的導(dǎo)電類型可與基板200的導(dǎo)電類型相反。另外，第一摻雜區(qū)202和第二摻雜區(qū)204的摻質(zhì)濃度大于基板200 的摻質(zhì)濃度，第三摻雜區(qū)206的摻質(zhì)濃度大于第一井區(qū)208的摻質(zhì)濃度。舉例來說，如果基板200為ρ型基板，第一摻雜區(qū)202和第二摻雜區(qū)204的導(dǎo)電類型則為ρ型，而第三摻雜區(qū) 206和第一井區(qū)208的導(dǎo)電類型則為η型。因此，在本發(fā)明的第一實施例中，如圖如所示，如果基板200的導(dǎo)電類型為ρ型， 在靜電放電保護裝置500a可視為藉由例如為ρ型摻雜區(qū)的第一摻雜區(qū)202、例如為η型井區(qū)的第一井區(qū)208、例如η型摻雜區(qū)的第三摻雜區(qū)206與例如ρ型摻雜區(qū)的第二摻雜區(qū)204 構(gòu)成的一寄生的P型_η型-ρ型接面雙載子電晶體500a (PNPbipolar junctiontransistor, 以下簡稱PNPBJT)。其中ρ型第一摻雜區(qū)202可視為上述寄生的PNPBJT500a的射極，η型第一井區(qū)208 和η型第三摻雜區(qū)206分別可視為上述寄生的PNPBJT500a的基極，而ρ型第二摻雜區(qū)204 可視為上述寄生的PNPBJT500a的集極。如圖如所示，其中電阻401可視為第一井區(qū)208的導(dǎo)通內(nèi)電阻。由于PNPBJT500a 的基極與集極均耦接至圖3所示的第二電路250b的電源供應(yīng)端VCC 2或接地端GND 2，故在實際運作中，電阻401的影響可被忽略，即，圖如的電阻401可省略。第二實施例如圖4b所示，第一摻雜區(qū)202也可與第二摻雜區(qū)204和第三摻雜區(qū)206同時位于第一井區(qū)208中。如果基板200的導(dǎo)電類型為ρ型，在靜電放電保護裝置500b可視為藉由例如為P型摻雜區(qū)的第一摻雜區(qū)202、例如為η型井區(qū)的第一井區(qū)208、例如η型摻雜區(qū)的第三摻雜區(qū)206與例如ρ型摻雜區(qū)的第二摻雜區(qū)204構(gòu)成的一寄生的ρ型-η型-ρ型接面雙載子電晶體500b。 其中ρ型第一摻雜區(qū)202可視為上述寄生的PNPBJT500b的射極，η型第一井區(qū)208 和η型第三摻雜區(qū)206分別可視為上述寄生的PNPBJT500b的基極，而ρ型第二摻雜區(qū)204 可視為上述寄生的PNPBJT500b的集極。 類似于靜電放電保護裝置500a，如圖如所示，靜電放電保護裝置500b的等效電路與靜電放電保護裝置500a的等效電路相同。類似地，由于PNPBJT500b的基極與集極均耦接至圖3所示的第二電路250b的電源供應(yīng)端VCC 2或接地端GND 2，故在實際運作中，電阻 401的影響可被忽略。靜電放電保護裝置500a或500b可分別耦接至第一電路250a和第二電路250b的電源供應(yīng)端VCC 1及VCC 2，其中第一摻雜區(qū)202系耦接至如圖3所示的第一電路250a的電源供應(yīng)端VCC 1，而第二摻雜區(qū)204和第三摻雜區(qū)206皆對應(yīng)耦接至如圖3所示的第二電路250b的電源供應(yīng)端VCC 2。當(dāng)?shù)谝浑娐?50a的電源供應(yīng)端VCC 1突然出現(xiàn)一個靜電放電的高電壓時，可視為上述寄生的PNPBJT500a或500b的射極-基極間接順向偏壓而基極-集極間接逆向偏壓， 這種操作狀態(tài)，我們稱為順向主動偏壓。當(dāng)?shù)谝浑娐?50a的電源供應(yīng)端VCC 1遭受ESD的轟擊時，上述寄生的PNPBJT500a 或500b會形成從第一電路250a的電源供應(yīng)端VCC 1至第二電路250b的電源供應(yīng)端VCC 2 的通路，因此大量的電流會由射極(P型第一摻雜區(qū)20 注入基極(η型第一井區(qū)208和η 型第三摻雜區(qū)206)與集極(ρ型第二摻雜區(qū)204)。由此可知，大量的ESD暫態(tài)電流可經(jīng)由靜電放電保護裝置500a或500b，由第一電路250a的電源供應(yīng)端VCC 1傳導(dǎo)到第二電路250b的電源供應(yīng)端VCC 2，以降低電源供應(yīng)端 VCC 1和電源供應(yīng)端VCC 1的電壓差。另外，當(dāng)出現(xiàn)于第一電路250a的電源供應(yīng)端VCC 1的靜電放電(ESD)的電壓小于寄生的PNPBJT500a或500b的導(dǎo)通電壓時，上述寄生的PNPBJT500a或500b可具有雜訊阻隔的效果。類似地，靜電放電保護裝置500a或500b可分別耦接至第一電路250a和第二電路 250b的接地端GND 1及GND 2，其中第一摻雜區(qū)202系耦接至如圖3所示的第一電路250a 的接地端GND 1，而第二摻雜區(qū)204和第三摻雜區(qū)206皆對應(yīng)耦接至如圖3所示的第二電路 250b的接地端GND 2。當(dāng)?shù)谝浑娐?50a的接地端GND 1遭受ESD的轟擊時，大量的ESD暫態(tài)電流可經(jīng)由靜電放電保護裝置500a或500b，由第一電路250a的接地端GNDl傳導(dǎo)到第二電路250b的接地端GND 2，以降低接地端GND 1和接地端GND2的電壓差。另外，當(dāng)出現(xiàn)于第一電路250a 的接地端GND 1的靜電放電(ESD)的電壓小于寄生的PNPBJT500a或500b的導(dǎo)通電壓時， 上述寄生的PNPBJT500a或500b可具有雜訊阻隔的效果。在以下各實施例中，各元件如有與第如至如圖所示相同或相似的部分，則可參考前面的相關(guān)敘述，在此不做重復(fù)說明。第三實施例由于ESD可能在電源供應(yīng)端VCC 1出現(xiàn)，亦可能在電源供應(yīng)端VCC 2出現(xiàn)。因此，如圖如或圖4b所示的靜電放電保護裝置500a或500b可分別并聯(lián)一反方向?qū)ǖ撵o電放電保護裝置，以對可能出現(xiàn)在電源供應(yīng)端VCC 1或電源供應(yīng)端VCC 2的靜電放電現(xiàn)象提供保護。如圖fe所示，靜電放電保護裝置500c由靜電放電保護子裝置500al并聯(lián)一反方向?qū)ǖ撵o電放電保護子裝置500a2構(gòu)成，其中靜電放電保護子裝置500al和500a2與圖 4a所示的靜電放電保護裝置500a具有完全相同的結(jié)構(gòu)。如圖所示，第一摻雜區(qū)202al和20加2、第二摻雜區(qū)204al和2(Ma2、第三摻雜區(qū)206al和206a2以及第一井區(qū)208al和208a2的形成位置與導(dǎo)電類型分別與圖如所示靜電放電保護裝置500a第一摻雜區(qū)202、第二摻雜區(qū)204、第三摻雜區(qū)206以及第一井區(qū)208 相同。如圖fe所示，靜電放電保護子裝置500al的第一摻雜區(qū)202al和靜電放電保護子裝置500a2的第二摻雜區(qū)204a2和第三摻雜區(qū)206a2系同時耦接至第一電路250a的電源供應(yīng)端VCC 1，而靜電放電保護子裝置500al的第二摻雜區(qū)204al和第三摻雜區(qū)206al和靜電放電保護子裝置500a2的第一摻雜區(qū)202a2系同時耦接至第二電路250b的電源供應(yīng)端 VCC 2。第四實施例如圖恥所示，靜電放電保護裝置500d由靜電放電保護子裝置500bl并聯(lián)一反方向?qū)ǖ牡撵o電放電保護子裝置500b2構(gòu)成，其中靜電放電保護子裝置500bl和50(Λ2與圖4b所示的靜電放電保護裝置500b具有完全相同的結(jié)構(gòu)。如圖5b所示，第一摻雜區(qū)202bl和202b2、第二摻雜區(qū)204bl和204b2、第三摻雜區(qū)206bl和206b2以及第一井區(qū)208bl和208b2的形成位置與導(dǎo)電類型分別與圖4b所示靜電放電保護裝置500的第一摻雜區(qū)202、第二摻雜區(qū)204、第三摻雜區(qū)206以及第一井區(qū) 208相同。如圖恥所示，靜電放電保護子裝置500b 1的第一摻雜區(qū)202b 1和靜電放電保護子裝置500b2的第二摻雜區(qū)20仙2和第三摻雜區(qū)206 系同時耦接至第一電路250b的電源供應(yīng)端VCC 1，而靜電放電保護子裝置500b 1的第二摻雜區(qū)204b 1和第三摻雜區(qū)20 1和靜電放電保護子裝置500b2的第一摻雜區(qū)202 系同時耦接至第二電路250b的電源供應(yīng)端 VCC 2。在本發(fā)明其他實施例中，靜電放電也可能在第一電路250a的接地端GNDl出現(xiàn)，亦可能在或者第二電路250b的接地端GND 2出現(xiàn)。因此，靜電放電保護裝置500c可分別耦接至第一電路250a和第二電路250b的接地端GND 1及GND 2，其中靜電放電保護子裝置 500al的第一摻雜區(qū)202al和靜電放電保護子裝置500a2的第二摻雜區(qū)204a2和第三摻雜區(qū)206a2系同時耦接至第一電路250a的接地端GND 1，而靜電放電保護子裝置500al的第二摻雜區(qū)204al和第三摻雜區(qū)206al和靜電放電保護子裝置500a2的第一摻雜區(qū)202a2系同時耦接至第二電路250b的接地端GND 2，以對可能出現(xiàn)在接地端GND 1或接地端GND 2 的靜電放電現(xiàn)象提供保護。圖5c為第和恥圖的靜電放電保護裝置500c和500d等效電路示意圖。如第 5a或恥圖所示的靜電放電保護裝置500c或500d可視為兩個反方向?qū)ǖ腜NPBJT500al 和500a2或PNPBJT500bl和50(Λ2并聯(lián)而成的靜電放電保護裝置，其中圖5c中的電阻501可視為η型第一井區(qū)208al、208a2、208bl或208b2的導(dǎo)通內(nèi)電阻。由于PNPBJT500al的基極與集極均耦接至圖3所示的第二電路250b的電源供應(yīng)端VCC 2或接地端GND 2，以及，PNPBJT500a2的基極與集極均耦接至圖3所示的第一電路250a的電源供應(yīng)端VCC 1或接地端GND 1，故在實際運作中，電阻501的影響可被忽略。類似地，PNPBJT500bl的基極與集極均耦接至電源供應(yīng)端VCC 2或接地端GND 2，以及， PNPBJT5001d2的基極與集極均耦接至電源供應(yīng)端VCC 1或接地端GND 1，故在實際運作中， 電阻501的影響可被忽略，S卩，圖5c中的電阻501可省略。本發(fā)明實施例的靜電放電保護裝置500c或500d可對可能出現(xiàn)在第一電路250a 的電源供應(yīng)端VCC 1/接地端GND 1或第二電路250b的電源供應(yīng)端VCC 2/接地端GND 2 的靜電放電現(xiàn)象提供保護。當(dāng)其中的電路的電源供應(yīng)端/接地端遭受ESD的轟擊時，大量的ESD暫態(tài)電流可經(jīng)由靜電放電保護裝置500c或500d，由其中一個電路的電源供應(yīng)端/接地端對應(yīng)傳導(dǎo)到另一電路的電源供應(yīng)端/接地端，以降低兩個電路的電源供應(yīng)端/接地端的電壓差。另外，當(dāng)出現(xiàn)于第一電路250a的電源供應(yīng)端VCC 1/接地端GND 1或第二電路 250b的電源供應(yīng)端VCC 2/接地端GND 2的靜電放電(ESD)的電壓小于兩個反方向?qū)ǖ?PNPBJT并聯(lián)而成的靜電放電保護裝置500c或500d的導(dǎo)通電壓時，上述靜電放電保護裝置 500c或500d可具有雜訊阻隔的效果。請注意到，熟悉此項技藝者，在本發(fā)明的教導(dǎo)的下，當(dāng)?shù)媒Y(jié)合第如、仙圖所示的靜電放電保護裝置實現(xiàn)圖5c所示的靜電放電保護裝置。第五實施例如圖6a所示，本發(fā)明實施例中的靜電放電保護裝置500e系設(shè)置于一基板200中。 靜電放電保護裝置500e包括通過淺溝槽隔絕物201彼此隔開的第四摻雜區(qū)212、第五摻雜區(qū)214和第六摻雜區(qū)216，其中第四摻雜區(qū)212可耦接至如圖3所示的第一電路250a的接地端GND 1，第五摻雜區(qū)214和第六摻雜區(qū)216皆可對應(yīng)耦接至如圖3所示的第二電路250b 的接地端GND 2。圖6b為本發(fā)明另一實施例的靜電放電保護裝置500f的剖面示意圖。第四摻雜區(qū) 212位于第二井區(qū)218中。在如6a和6b圖所示的實施例中，第四摻雜區(qū)212、第五摻雜區(qū)214和第二井區(qū)218 的導(dǎo)電類型可與基板200的導(dǎo)電類型相反，而第六摻雜區(qū)216的導(dǎo)電類型可與基板200的導(dǎo)電類型相同。另外，第四摻雜區(qū)202和第五摻雜區(qū)214的摻質(zhì)濃度大于第二井區(qū)218的摻質(zhì)濃度，第六摻雜區(qū)216的摻質(zhì)濃度大于基板200的摻質(zhì)濃度。舉例來說，如果基板200為ρ型基板，第四摻雜區(qū)212、第五摻雜區(qū)214和第二井區(qū)218的導(dǎo)電類型則為η型，而第六摻雜區(qū) 216的導(dǎo)電類型則為ρ型。因此，在如圖6a所示的實施例中，如果基板200的導(dǎo)電類型為ρ型，在靜電放電保護裝置500e可視為通過為η型摻雜區(qū)的第四摻雜區(qū)212、ρ型基板200與例如η型摻雜區(qū)的第五摻雜區(qū)214構(gòu)成的一寄生的η型-ρ型-η型接面雙載子電晶體500e (NPNbipolar ju nctiontransistor,以下簡稱 NPNBJT)。其中η型第四摻雜區(qū)212可視為上述寄生的NPNBJT500e的射極，ρ型基板200與第六摻雜區(qū)216可視為上述寄生的NPNBJT500e的基極，而η型第五摻雜區(qū)214可視為上述寄生的NPNBJT500e的集極。第六實施例在如圖6b所示的實施例中，如果基板200的導(dǎo)電類型為ρ型，在靜電放電保護裝置500f可視為通過為η型摻雜區(qū)的第四摻雜區(qū)212、η型第二井區(qū)218、例如為η型井區(qū)的第二井區(qū)218、ρ型基板200與例如η型摻雜區(qū)的第五摻雜區(qū)214構(gòu)成的一寄生的η型-ρ 型-η型接面雙載子電晶體500f。其中η型第四摻雜區(qū)212和η型第二井區(qū)218可視為上述寄生的NPNBJT500f的射極，P型基板200與第六摻雜區(qū)216可視為上述寄生的NPNBJT500f的基極，而η型第五摻雜區(qū)214可視為上述寄生的NPNBJT500f的集極。由于NPNBJT500e、500f的基極與射極均耦接至圖3所示的第二電路250b接地端 GND 2，故在實際運作中，電阻601的影響可被忽略，S卩，圖6c的電阻601可省略。另外，當(dāng)出現(xiàn)于第一電路250a的接地端GND 1的靜電放電(ESD)的電壓小于上述例如寄生NPNBJT的靜電放電保護裝置500e或500f的導(dǎo)通電壓時，上述靜電放電保護裝置 500e或500f可具有雜訊阻隔的效果。請注意到，在圖6a至圖6c的實施例中，靜電放電保護裝置系設(shè)置于圖3所示的第一電路250a的接地端GND 1和第二電路250b的接地端GND 2的間，然熟悉此項技藝者當(dāng)?shù)迷诒景l(fā)明的教導(dǎo)的下，將靜電放電保護裝置系設(shè)置于圖3所示的第一電路250a的電源供應(yīng)端VCC 1和第二電路250b的電源供應(yīng)端VCC 2的間。在以下各實施例中，各元件如有與第6a至6c圖所示相同或相似的部分，則可參考前面的相關(guān)敘述，在此不做重復(fù)說明。第七實施例第7a和7b圖為本發(fā)明其他實施例的靜電放電保護裝置500g和500h的剖面示意圖。在本發(fā)明其他實施例中，由于ESD可能在接地端GND 1或者接地端GND 2出現(xiàn)。因此，如第6a或6b圖所示的靜電放電保護裝置500e或500f可分別并聯(lián)一反方向?qū)ǖ撵o電放電保護裝置，以對可能出現(xiàn)在接地端GND 1或接地端GND 2的靜電放電現(xiàn)象提供保護。如圖7a所示，靜電放電保護裝置500g由靜電放電保護子裝置500el并聯(lián)一反方向?qū)ǖ牡撵o電放電保護子裝置500e2構(gòu)成，其中靜電放電保護子裝置500el和500e2與圖6a所示的靜電放電保護裝置500e具有完全相同的結(jié)構(gòu)。如圖7a所示，第四摻雜區(qū)212el和21加2、第五摻雜區(qū)214el和2He2以及第六摻雜區(qū)216el和216e2的形成位置與導(dǎo)電類型分別與圖6a所示靜電放電保護裝置500e第四摻雜區(qū)212、第五摻雜區(qū)214、第六摻雜區(qū)216相同。如圖7a所示，當(dāng)靜電放電保護子裝置500el的第四摻雜區(qū)212el和靜電放電保護子裝置500e2的第五摻雜區(qū)214e2和第六摻雜區(qū)216e2系同時耦接至第一電路250a的接地端GND 1或第二電路250b的接地端GND 2時，靜電放電保護子裝置500el的第五摻雜區(qū) 214el和第六摻雜區(qū)216el和靜電放電保護子裝置500e2的第四摻雜區(qū)212e2系同時對應(yīng)耦接至第二電路250b的接地端GND 2或第一電路250a的接地端GND 1。第八實施例如圖7b所示，靜電放電保護裝置500h由靜電放電保護子裝置500fl并聯(lián)一反方向?qū)ǖ牡撵o電放電保護子裝置500f2構(gòu)成，其中靜電放電保護裝置500fl和500f2與圖 6b所示的靜電放電保護裝置500f具有完全相同的結(jié)構(gòu)。如圖7b所示，第四摻雜區(qū)212fl和212f2、第五摻雜區(qū)214fl和214f2、第六摻雜區(qū)216fl和216f2以及第二井區(qū)218fl和218f2的形成位置與導(dǎo)電類型分別與圖6b所示靜電放電保護裝置500f的第四摻雜區(qū)212、第五摻雜區(qū)214、第六摻雜區(qū)216以及第二井區(qū) 218相同。如圖7b所示，當(dāng)靜電放電保護子裝置500fl的第四摻雜區(qū)212fl和靜電放電保護子裝置500f2的第五摻雜區(qū)214f2和第六摻雜區(qū)216f2系同時耦接至第一電路250a的接地端GND 1或第二電路250b的接地端GND 2時，靜電放電保護裝置500fl的第五摻雜區(qū) 214fl和第六摻雜區(qū)216fl和靜電放電保護子裝置500f2的第四摻雜區(qū)212f2系同時對應(yīng)耦接至第二電路250b的接地端GND 2或第一電路250a的接地端GND 1。圖7c為第7a和7b圖的靜電放電保護裝置500g和500h等效電路示意圖。如第 7a或7b圖所示的靜電放電保護裝置500g或500h可視為兩個反方向?qū)ǖ腘PNBJT500el 和500e2或500fl和500f2并聯(lián)而成的靜電放電保護裝置，其中圖7c中的電阻701可視為 P型基板200的導(dǎo)通內(nèi)電阻。由于NPNBJT500el的基極與集極均耦接至圖3所示的第一電路250a的接地端GND 1或第二電路250b的接地端GND 2，以及，NPNBJT500e2的基極與集極均耦接至圖3所示的第二電路250b的電源接地端GND 2或第一電路250a的接地端GND 1，故在實際運作中，電阻701的影響可被忽略。類似地，NPNBJT500fl的基極與集極均耦接至接地端GND 1或接地端GND 2，以及， NPNBJT500f2的基極與集極均耦接至接地端GND 1或接地端GND 2，故在實際運作中，電阻 701的影響可被忽略，即，圖7c中的電阻701可省略。本發(fā)明實施例的靜電放電保護裝置500g或500h可對可能出現(xiàn)在第一電路250a 的接地端GND 1或第二電路250b的接地端GND 2的靜電放電現(xiàn)象提供保護。本發(fā)明實施例的靜電放電保護裝置500g或500h可對可能出現(xiàn)在第一電路250a的接地端GND 1或第二電路250b的接地端GND 2的靜電放電現(xiàn)象提供保護。當(dāng)其中的一電路的接地端遭受ESD的轟擊時，大量的ESD暫態(tài)電流可經(jīng)由靜電放電保護裝置500g或500h，由其中的一電路的接地端對應(yīng)傳導(dǎo)到另一電路的接地端，以降低兩個電路的接地端的電壓差。另外，當(dāng)出現(xiàn)于第一電路250a的接地端GND 1或第二電路250b的接地端GND 2的靜電放電(ESD)的電壓小于上述兩個反方向?qū)ǖ腘PNBJT并聯(lián)而成的靜電放電保護裝置的靜電放電保護裝置500g或500h的導(dǎo)通電壓時，上述靜電放電保護裝置500e或500f可具有雜訊阻隔的效果。在圖7a至圖7c的實施例中，靜電放電保護裝置系設(shè)置于圖3所示的第一電路 250a的接地端GND 1和第二電路250b的接地端GND 2的間，然熟悉此項技藝者當(dāng)?shù)迷诒景l(fā)明的教導(dǎo)的下，將靜電放電保護裝置系設(shè)置于圖3所示的第一電路250a的電源供應(yīng)端VCC 1和第二電路250b的電源供應(yīng)端VCC 2的間。熟悉此項技藝者，在本發(fā)明的教導(dǎo)的下，當(dāng)?shù)媒Y(jié)合第6a、6b圖所示的靜電放電保護裝置實現(xiàn)圖7c所示的靜電放電保護裝置。本發(fā)明實施例的由BJT元件構(gòu)成靜電放電保護裝置，其系用以在兩個電路的電源供應(yīng)端的間或接地端的間，以提供靜電放電路徑，因而特別可以應(yīng)用于兩個電路的間的電力切入元件。相較于現(xiàn)有的利用MOS元件構(gòu)成的電力切入元件，本發(fā)明實施例的例如BJT的靜電放電保護裝置在相同的面積下具有更大的電流。因此，本發(fā)明實施例的靜電放電保護裝置可對可能出現(xiàn)在其中的一電路的電源供應(yīng)端/接地端和另一電路對應(yīng)的電源供應(yīng)端/接地端的靜電放電現(xiàn)象提供保護。當(dāng)其中的一電路的電源供應(yīng)端/接地端遭受ESD的轟擊時，大量的ESD暫態(tài)電流可經(jīng)由靜電放電保護裝置，由其中的一電路的電源供應(yīng)端/接地端對應(yīng)傳導(dǎo)到另一電路的電源供應(yīng)端/接地端，以降低兩個電路的電源供應(yīng)端/接地端的電壓差。另外，當(dāng)出現(xiàn)于其中的一電路的電源供應(yīng)端/接地端的靜電放電(ESD)的電壓小于本發(fā)明實施例的由BJT元件構(gòu)成的靜電放電保護裝置的導(dǎo)通電壓時，本發(fā)明實施例的靜電放電保護裝置可具有雜訊阻隔的效果。再者，本發(fā)明實施例的例如BJT元件構(gòu)成的靜電放電保護裝置的導(dǎo)通電壓大于現(xiàn)有的利用MOS元件構(gòu)成的電力切入元件，因此具有更佳的雜訊阻隔效果。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種靜電放電保護裝置，用以在第一電路和第二電路之間提供靜電放電路徑，其特征在于，該靜電放電保護裝置包括第一摻雜區(qū)具有第一導(dǎo)電類型；第一井區(qū)具有相反于該第一導(dǎo)電類型的第二導(dǎo)電類型；第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)位于該第一井區(qū)中，所述第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)分別具有第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型；所述第一摻雜區(qū)耦接至第一電路的電源供應(yīng)端或接地端，所述第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)皆對應(yīng)耦接至第二電路的電源供應(yīng)端或接地端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)、第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)分別通過淺溝槽隔絕物彼此隔開，且所述第一摻雜區(qū)、第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)皆鄰近于基板的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述基板為ρ型基板，所述第一導(dǎo)電類型為P型，所述第二導(dǎo)電類型為Π型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)、第一井區(qū)和第二摻雜區(qū)系構(gòu)成P型_n型-ρ型雙載子接面電晶體，所述第一摻雜區(qū)、該第三摻雜區(qū)和該第二摻雜區(qū)分別為所述P型-η型-P型雙載子接面電晶體的射極、基極和集極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)位于該第一井區(qū)中。
6.一種靜電放電保護裝置，用以在第一電路和第二電路之間提供靜電放電路徑，其特征在于，該靜電放電保護裝置包括至少二個靜電放電保護子裝置，所述靜電放電保護子裝置包括第一摻雜區(qū)具有第一導(dǎo)電類型；第一井區(qū)具有相反于所述第一導(dǎo)電類型的第二導(dǎo)電類型；第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)位于所述第一井區(qū)中，所述第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)分別具有第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型，其中一個靜電放電保護子裝置的第一摻雜區(qū)與另一靜電放電保護子裝置的第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)皆耦接至所述第一電路的電源供應(yīng)端或接地端，且其中一個靜電放電保護子裝置的第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)與另一靜電放電保護子裝置的第一摻雜區(qū)皆對應(yīng)耦接至第二電路的電源供應(yīng)端或接地端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)、第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)分別通過淺溝槽隔絕物彼此隔開，且所述第一摻雜區(qū)、第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)皆鄰近于基板的表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述靜電放電保護子裝置的第一井區(qū)通過淺溝槽隔絕物彼此隔開。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述基板為ρ型基板，所述第一導(dǎo)電類型為P型，所述第二導(dǎo)電類型為Π型。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述靜電放電保護子裝置的第一摻雜區(qū)、第一井區(qū)和第二摻雜區(qū)構(gòu)成P型-η型-P型雙載子接面電晶體，所述靜電放電保護子裝置的第一摻雜區(qū)、第三摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)分別為ρ型-η型-ρ型雙載子接面電晶體的射極、基極和集極。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述靜電放電保護裝置的第一摻雜區(qū)位于所述第一井區(qū)中。
12.一種靜電放電保護裝置，用以在第一電路和第二電路之間提供靜電放電路徑，其特征在于，該靜電放電保護裝置包括第一摻雜區(qū)具有第一導(dǎo)電類型；第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)分別具有第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型；所述第一摻雜區(qū)耦接至第一電路的電源供應(yīng)端或接地端，所述第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)皆對應(yīng)耦接至第二電路的電源供應(yīng)端或接地端。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)、第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)分別通過淺溝槽隔絕物彼此隔開，且所述第一摻雜區(qū)、第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)皆鄰近于基板的表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述基板為ρ型基板，所述第一導(dǎo)電類型為η型，所述第二導(dǎo)電類型為ρ型。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)、基板和第二摻雜區(qū)系構(gòu)成η型-ρ型-η型雙載子接面電晶體，所述第一摻雜區(qū)、第三摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)分別為所述η型-ρ型-η型雙載子接面電晶體的射極、基極和集極。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，還包括第一井區(qū)具有第一導(dǎo)電類型，所述第一井區(qū)包圍所述第一摻雜區(qū)。
17.一種靜電放電保護裝置，用以在第一電路和第二電路之間提供靜電放電路徑，其特征在于，所述靜電放電保護裝置包括第一摻雜區(qū)具有第一導(dǎo)電類型；第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)分別具有第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型；其中一個靜電放電保護子裝置的第一摻雜區(qū)和另一靜電放電保護子裝置的第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)皆耦接至第一電路的電源供應(yīng)端或接地端，且其中一個靜電放電保護子裝置的第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)和另一靜電放電保護子裝置的第一摻雜區(qū)皆對應(yīng)耦接至第二電路的電源供應(yīng)端或接地端。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述靜電放電保護子裝置的第一摻雜區(qū)、第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)通過淺溝槽隔絕物彼此隔開，且所述第一摻雜區(qū)、第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)皆鄰近于基板的表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述基板為ρ型基板，所述第一導(dǎo)電類型為η型，所述第二導(dǎo)電類型為ρ型。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，其中一個靜電放電保護子裝置的第一摻雜區(qū)、基板和第二摻雜區(qū)系構(gòu)成η型-P型-η型雙載子接面電晶體，其中所述第一摻雜區(qū)、第三摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)分別為該η型-ρ型-η型雙載子接面電晶體的射極、基極和集極。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述靜電放電保護子裝置還包括第一井區(qū)具有該第一導(dǎo)電類型，所述第一井區(qū)包圍所述第一摻雜區(qū)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的靜電放電保護裝置，其特征在于，所述靜電放電保護子裝置的第一井區(qū)通過淺溝槽隔絕物彼此隔開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種靜電放電保護裝置，用以在第一電路和第二電路之間提供靜電放電路徑，所述靜電放電保護裝置包括第一摻雜區(qū)，其具有第一導(dǎo)電類型；第一井區(qū)，其具有與所述第一導(dǎo)電類型的類型相反的第二導(dǎo)電類型；第二摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)位于所述第一井區(qū)中，其中所述第二摻雜區(qū)和上述第三摻雜區(qū)分別具有所述第一導(dǎo)電類型和上述第二導(dǎo)電類型，其中所述第一摻雜區(qū)耦接至所述第一電路的電源供應(yīng)端或接地端，且所述第二摻雜區(qū)和所述第三摻雜區(qū)皆對應(yīng)耦接至所述第二電路的電源供應(yīng)端或接地端。本發(fā)明的靜電放電保護裝置為互相連接的兩個電路提供了靜電放電路徑，有效保護了半導(dǎo)體裝置不受ESD的威脅。
文檔編號H01L27/04GK102290418SQ20101020426
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者陳德威 申請人:慧榮科技股份有限公司