本發(fā)明專利技術(shù)提供一種瞬態(tài)電壓抑制器、其靜電防護(hù)元件及其陣列。該電壓抑制器包括：襯底、具有第一導(dǎo)電型的井區(qū)、具有第二導(dǎo)電型的第一摻雜區(qū)以及具有第二導(dǎo)電型的第二摻雜區(qū)。襯底為電性浮置。井區(qū)位于襯底中。第一摻雜區(qū)位于井區(qū)中，以構(gòu)成二極管，且第一摻雜區(qū)與第一電壓電性連接。第二摻雜區(qū)位于井區(qū)中，且第二摻雜區(qū)與第二電壓電性連接。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種具有高反應(yīng)速度的瞬態(tài)電壓抑制器、其靜電防護(hù)元件及其陣列。
技術(shù)介紹
隨著目前科技的高速發(fā)展，集成電路廣泛用于電子裝置中。一般而言，電子產(chǎn)品很容易受到突如其來且無法控制的靜電放電(ElectroStatic Discharge，簡稱：ESD)的沖擊，而造成電子產(chǎn)品發(fā)生系統(tǒng)重新啟動(dòng)，甚至硬件受到傷害而無法復(fù)原的問題。目前，對(duì)于電子產(chǎn)品的ESD問題，使用瞬態(tài)電壓抑制器(Transient Voltage Suppressor，簡稱：TVS)是較為有效的解決方法。瞬態(tài)電壓抑制器可使得ESD的能量快速通過瞬態(tài)電壓抑制器予以釋放，避免電子產(chǎn)品受到ESD的沖擊而造成傷害。因此，現(xiàn)今電子產(chǎn)品對(duì)于瞬態(tài)電壓抑制器的需求與依賴隨之增加。而瞬態(tài)電壓抑制器的典型應(yīng)用是通用串行總線(USB)電源、數(shù)據(jù)線保護(hù)、數(shù)字視頻接口、高速局部網(wǎng)、筆記本電腦、顯示裝置以及平面式面板顯示器等。對(duì)于高速接口應(yīng)用(如高解析度多媒體接口(High-Definition Multimedia Interface，簡稱：HDMI 2.0)、顯示端口(Display port)、USB 3.x等)而言，為了提升瞬態(tài)電壓抑制器的反應(yīng)速度，其尺寸與擊穿電壓(Breakdown Voltage)，會(huì)盡量設(shè)計(jì)地愈小愈好。然而，為了具有較好的靜電放電效能，則會(huì)設(shè)計(jì)較大尺寸的瞬態(tài)電壓抑制器。換言之，反應(yīng)速度與靜電放電效能處于一種權(quán)衡關(guān)系。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種瞬態(tài)電壓抑制器、其靜電防護(hù)元件及其陣列，其具有較高的反應(yīng)速度，有益于信號(hào)傳遞。本專利技術(shù)提供一種瞬態(tài)電壓抑制器，其包括：襯底、具有第一導(dǎo)電型的井
區(qū)、具有第二導(dǎo)電型的第一摻雜區(qū)以及具有第二導(dǎo)電型的第二摻雜區(qū)。襯底為電性浮置。井區(qū)位于襯底中。第一摻雜區(qū)位于井區(qū)中，且第一摻雜區(qū)與第一電壓電性連接。第二摻雜區(qū)位于井區(qū)中，且第二摻雜區(qū)與第二電壓電性連接。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，上述第一摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)之間的井區(qū)上無柵極結(jié)構(gòu)。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，還包括兩個(gè)隔離結(jié)構(gòu)位于襯底中。上述第一摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)位于兩個(gè)隔離結(jié)構(gòu)之間，且未與兩個(gè)隔離結(jié)構(gòu)接觸。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，除了上述第一摻雜區(qū)之外以及第二摻雜區(qū)之外的井區(qū)中，在相同深度的第一導(dǎo)電型的摻雜濃度相同。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，上述襯底沿第一方向的摻雜濃度為波形曲線。波形曲線包括：多數(shù)個(gè)波峰以及多數(shù)個(gè)波谷。上述波峰分別位于兩個(gè)隔離結(jié)構(gòu)之一與第一摻雜區(qū)之間、第一摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)之間以及第二摻雜區(qū)與兩個(gè)隔離結(jié)構(gòu)之另一之間。上述波谷分別位于第一摻雜區(qū)以及第二摻雜區(qū)中。每一波谷位于相鄰兩個(gè)波峰之間。上述波峰與波谷沿第一方向相互交替。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，除了上述第一摻雜區(qū)之外以及第二摻雜區(qū)之外的井區(qū)中沒有具有第一導(dǎo)電型的摻雜區(qū)。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電型為P型，第二導(dǎo)電型為N型；當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電型為N型，第二導(dǎo)電型為P型。本專利技術(shù)提供一種靜電防護(hù)元件，其包括：上述瞬態(tài)電壓抑制器以及至少一個(gè)二極管串聯(lián)結(jié)構(gòu)。至少一個(gè)二極管串聯(lián)結(jié)構(gòu)與上述瞬態(tài)電壓抑制器并聯(lián)。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，上述至少一個(gè)二極管串聯(lián)結(jié)構(gòu)包括：第一個(gè)二極管以及第二個(gè)二極管。上述第一個(gè)二極管位于瞬態(tài)電壓抑制器的一側(cè)。第一個(gè)二極管包括：具有第一導(dǎo)電型的第一井區(qū)、具有第二導(dǎo)電型的第三摻雜區(qū)以及具有第一導(dǎo)電型的第四摻雜區(qū)。第一井區(qū)位于襯底中。第三摻雜區(qū)位于第一井區(qū)中。第四摻雜區(qū)位于第一井區(qū)中。上述第四摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)電性連接。上述第二個(gè)二極管位于第一個(gè)二極管與瞬態(tài)電壓抑制器之間。第二個(gè)二極管包括：具有第二導(dǎo)電型的第二井區(qū)、具有第二導(dǎo)電型的第五摻雜區(qū)以及具有第一導(dǎo)電型的第六摻雜區(qū)。第二井區(qū)位于襯底中。第五摻雜區(qū)位于第二井區(qū)中。第六摻雜區(qū)位于第二井區(qū)中。上述第五摻雜區(qū)與第一摻雜區(qū)
電性連接。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，上述第三摻雜區(qū)與第六摻雜區(qū)電性連接輸入/輸出端(I/O)。上述第五摻雜區(qū)與第一摻雜區(qū)電性連接第一電壓。上述第四摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)電性連接第二電壓。上述第一電壓大于第二電壓。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，上述第二電壓為接地電壓。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，上述至少一個(gè)二極管串聯(lián)結(jié)構(gòu)包括：第三個(gè)二極管以及第四個(gè)二極管。第三個(gè)二極管位于第一個(gè)二極管與第二個(gè)二極管之間。第三個(gè)二極管包括：具有第一導(dǎo)電型的第三井區(qū)、具有第二導(dǎo)電型的第七摻雜區(qū)以及具有第一導(dǎo)電型的第八摻雜區(qū)。第三井區(qū)位于襯底中。第七摻雜區(qū)位于第三井區(qū)中。第八摻雜區(qū)位于第三井區(qū)中。上述第八摻雜區(qū)與第三摻雜區(qū)電性連接。第四個(gè)二極管位于第三個(gè)二極管與第二個(gè)二極管之間。第四個(gè)二極管包括：具有第二導(dǎo)電型的第四井區(qū)、具有第二導(dǎo)電型的第九摻雜區(qū)以及具有第一導(dǎo)電型的第十摻雜區(qū)。第四井區(qū)位于襯底中。第九摻雜區(qū)位于第四井區(qū)中。第十摻雜區(qū)位于第四井區(qū)中。上述第九摻雜區(qū)與第六摻雜區(qū)電性連接。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，上述第七摻雜區(qū)與第十摻雜區(qū)電性連接輸入/輸出端(I/O)。上述第五摻雜區(qū)與第一摻雜區(qū)電性連接第一電壓。上述第四摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)電性連接第二電壓。上述第一電壓大于第二電壓。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，上述第二電壓為接地電壓。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，還包括淡摻雜井區(qū)位于襯底與井區(qū)之間。淡摻雜井區(qū)與襯底的導(dǎo)電型不同。本專利技術(shù)提供一種瞬態(tài)電壓抑制器陣列，其包括：上述瞬態(tài)電壓抑制器以及至少兩個(gè)二極管串聯(lián)結(jié)構(gòu)。上述至少兩個(gè)二極管串聯(lián)結(jié)構(gòu)與瞬態(tài)電壓抑制器并聯(lián)。至少兩個(gè)二極管串聯(lián)結(jié)構(gòu)中的一個(gè)與第一輸入/輸出端(I/O1)電性連接。而至少兩個(gè)二極管串聯(lián)結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)與第二輸入/輸出端(I/O2)電性連接。基于上述，本專利技術(shù)的瞬態(tài)電壓抑制器具有相同導(dǎo)電型的第一摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)。由于第一摻雜區(qū)與第一電壓電性連接，且第二摻雜區(qū)與第二電壓電性連接，因此，相較于現(xiàn)有技術(shù)的三個(gè)接腳的瞬態(tài)電壓抑制器，本專利技術(shù)的瞬態(tài)電壓抑制器的面積較小，其可提升元件的反應(yīng)速度。此外，由于本專利技術(shù)
的瞬態(tài)電壓抑制器的襯底為電性浮置，因此，靜電放電電流便會(huì)沿著橫向路徑傳輸，而不會(huì)沿著垂直路徑傳輸。如此一來，便可降低本專利技術(shù)的瞬態(tài)電壓抑制器的擊穿電壓(BVceo)，以更加提升元件的反應(yīng)速度。為讓本專利技術(shù)的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的一實(shí)施例的瞬態(tài)電壓抑制器的剖面示意圖；圖2為圖1中沿I-I’線的第一導(dǎo)電型與第二導(dǎo)電型的摻雜濃度曲線圖；圖3為本專利技術(shù)第一與第二實(shí)施例的靜電防護(hù)元件的電路示意圖；圖4為本專利技術(shù)第一實(shí)施例的靜電防護(hù)元件的剖面示意圖；圖5為本專利技術(shù)第二實(shí)施例的靜電防護(hù)元件的剖面示意圖；圖6為本專利技術(shù)第三與第四實(shí)施例的靜電防護(hù)元件的電路示意圖；圖7為本專利技術(shù)第三實(shí)施例的靜電防護(hù)元件的剖面示意圖；圖8為本專利技術(shù)第四實(shí)施例的靜電防護(hù)元件的剖面示意圖；圖9為本專利技術(shù)的一實(shí)施例的瞬態(tài)電壓抑制器陣列的電路示意圖。附圖標(biāo)記說明：1：瞬態(tài)電壓抑制器；2、3、4、5：二極管串聯(lián)結(jié)構(gòu)；2a、2b、3a、3b、3c、3d、4a、4b、5a、5b：二極管；10、20、30、40、50、60：隔離結(jié)構(gòu)；100：襯底；102：井區(qū)；108：第一井區(qū)；114：第二井區(qū)；122：第三井區(qū)；128：第四井區(qū)；104：第一摻雜區(qū)；106：第二摻雜區(qū)；110：第三摻雜區(qū)；1本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于，包括：襯底，所述襯底為電性浮置；具有第一導(dǎo)電型的井區(qū)，位于所述襯底中；具有第二導(dǎo)電型的第一摻雜區(qū)，位于所述井區(qū)中，所述第一摻雜區(qū)與第一電壓電性連接；以及具有所述第二導(dǎo)電型的第二摻雜區(qū)，位于所述井區(qū)中，所述第二摻雜區(qū)與第二電壓電性連接。
【技術(shù)特征摘要】
2014.12.19 TW 1031445131.一種瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于，包括：襯底，所述襯底為電性浮置；具有第一導(dǎo)電型的井區(qū)，位于所述襯底中；具有第二導(dǎo)電型的第一摻雜區(qū)，位于所述井區(qū)中，所述第一摻雜區(qū)與第一電壓電性連接；以及具有所述第二導(dǎo)電型的第二摻雜區(qū)，位于所述井區(qū)中，所述第二摻雜區(qū)與第二電壓電性連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)與所述第二摻雜區(qū)之間的所述井區(qū)上無柵極結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于，還包括兩個(gè)隔離結(jié)構(gòu)，位于所述襯底中，其中所述第一摻雜區(qū)與所述第二摻雜區(qū)位于所述兩個(gè)隔離結(jié)構(gòu)之間，未與所述兩個(gè)隔離結(jié)構(gòu)接觸。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于，除了所述第一摻雜區(qū)之外以及所述第二摻雜區(qū)之外的所述井區(qū)中，在相同深度的所述第一導(dǎo)電型的摻雜濃度相同。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于，所述襯底沿第一方向的摻雜濃度為波形曲線，所述波形曲線包括：多數(shù)個(gè)波峰，分別位于所述兩個(gè)隔離結(jié)構(gòu)之一與所述第一摻雜區(qū)之間、所述第一摻雜區(qū)與所述第二摻雜區(qū)之間以及所述第二摻雜區(qū)與所述兩個(gè)隔離結(jié)構(gòu)之另一之間；以及多數(shù)個(gè)波谷，分別位于所述第一摻雜區(qū)以及所述第二摻雜區(qū)中，其中每一波谷位于相鄰兩個(gè)波峰之間，其中所述些波峰與所述些波谷沿所述第一方向相互交替。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于，除了所述第一摻雜區(qū)之外以及所述第二摻雜區(qū)之外的所述井區(qū)中并未具有所述第一導(dǎo)電型的摻雜區(qū)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬態(tài)電壓抑制器，其特征在于，當(dāng)所述第一導(dǎo)電型為P型，所述第二導(dǎo)電型為N型；當(dāng)所述第一導(dǎo)電型為N型，所述第二導(dǎo)電型為P型。8.一種靜電防護(hù)元件，其特征在于，包括：如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的瞬態(tài)電壓抑制器；以及至少一個(gè)二極管串聯(lián)結(jié)構(gòu)，與所述瞬態(tài)電壓抑制器并聯(lián)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的靜電防護(hù)元件，其特征在于，所述至少一個(gè)二極管串聯(lián)結(jié)構(gòu)包括：第一個(gè)二極管，位于所述瞬態(tài)電壓抑制器的一側(cè)，所述第一個(gè)二極管包括：具有所述第一導(dǎo)電型的第一井區(qū)，位于所述襯底中；具有所述第二導(dǎo)電型的第三摻雜區(qū)，位于所述第一井區(qū)中；以及具有所述第一導(dǎo)電型的第四摻雜區(qū)，位于所述第一井區(qū)中，其中所述第四摻雜區(qū)與所述第二摻雜區(qū)電性連接；以及第二個(gè)二極管，位于所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：洪根剛，溫兆均，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：力祥半導(dǎo)體股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：中國臺(tái)灣;71
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