本申請涉及用于靜電放電保護(hù)的硅控整流器，提供硅控整流器的結(jié)構(gòu)以及形成硅控整流器的結(jié)構(gòu)的方法。該結(jié)構(gòu)包括位于半導(dǎo)體襯底中的第一阱及第二阱。該第一阱具有第一導(dǎo)電類型，且該第二阱具有與該第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型。該結(jié)構(gòu)還包括第一端子以及第二端子，該第一端子具有摻雜區(qū)且該摻雜區(qū)具有位于該第一阱中的部分，該第二端子包括具有位于該第一阱中的部分的第二摻雜區(qū)以及位于該第二阱中的第三摻雜區(qū)。該第一及第二摻雜區(qū)具有該第二導(dǎo)電類型，該第三摻雜區(qū)具有該第一導(dǎo)電類型，且該第二摻雜區(qū)沿橫向方向設(shè)置于該第一摻雜區(qū)與該第三摻雜區(qū)間。雜區(qū)與該第三摻雜區(qū)間。雜區(qū)與該第三摻雜區(qū)間。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
用于靜電放電保護(hù)的硅控整流器
[0001]本揭示通常涉及半導(dǎo)體裝置及集成電路制造，尤其涉及硅控整流器的結(jié)構(gòu)以及形成硅控整流器的結(jié)構(gòu)的方法。
技術(shù)介紹
[0002]集成電路可能暴露于隨機(jī)靜電放電(electrostatic discharge；ESD)事件，這可能潛在地將大且有害的ESD電流引導(dǎo)至該集成電路的敏感裝置。ESD事件是指在短持續(xù)時(shí)間內(nèi)不可預(yù)測的正或負(fù)電流放電，且在此期間，大量電流被引導(dǎo)至該集成電路。ESD事件可能發(fā)生于制造后芯片處理期間或芯片安裝于電路板或其它承載件上以后。該高電流可能源自各種來源，例如人體、機(jī)器組件，或芯片承載件。
[0003]可采取預(yù)防措施來保護(hù)該集成電路免受ESD事件的影響。一種這樣的預(yù)防措施是包含片上(on
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chip)保護(hù)電路，其經(jīng)設(shè)計(jì)以在ESD事件期間避免損傷該集成電路的敏感裝置。若發(fā)生ESD事件，則觸發(fā)該保護(hù)電路的保護(hù)裝置進(jìn)入低阻抗?fàn)顟B(tài)，以將ESD電流傳導(dǎo)至地，從而將該ESD電流分流遠(yuǎn)離該集成電路。該保護(hù)裝置保持鉗制(clamped)于其低阻抗?fàn)顟B(tài)直至該ESD電流耗盡且ESD電壓被放電至可接受的水平。
[0004]通常被部署于ESD保護(hù)電路中的一種常見類型的保護(hù)裝置是硅控整流器(silicon
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controlled rectifier；SCR)。在其靜止?fàn)顟B(tài)下，該SCR將電流傳導(dǎo)限制于泄漏電流。不過，電壓脈沖超過經(jīng)設(shè)計(jì)的閾值(稱為觸發(fā)電壓)而啟動(dòng)該SCR的陽極與陰極之間的正向電流傳導(dǎo)。即使在移除該觸發(fā)電壓之后，只要該正向電流保持于所設(shè)計(jì)的保持電流之上，該SCR仍保持鉗制以傳導(dǎo)該正向電流。當(dāng)來自該ESD事件的正向電流下降至該保持電流以下時(shí)，該SCR返回到其靜止?fàn)顟B(tài)。
[0005]需要改進(jìn)的硅控整流器的結(jié)構(gòu)以及形成硅控整流器的結(jié)構(gòu)的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種硅控整流器的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括位于半導(dǎo)體襯底中的第一阱及第二阱。該第一阱具有第一導(dǎo)電類型，且該第二阱具有與該第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型。該結(jié)構(gòu)還包括：第一端子以及第二端子，該第一端子包括具有位于該第一阱中的部分的第一摻雜區(qū)，該第二端子包括具有位于該第一阱中的部分的第二摻雜區(qū)以及位于該第二阱中的第三摻雜區(qū)。該第一摻雜區(qū)及該第二摻雜區(qū)具有該第二導(dǎo)電類型，該第三摻雜區(qū)具有該第一導(dǎo)電類型，且該第二摻雜區(qū)沿橫向方向設(shè)置于該第一摻雜區(qū)與該第三摻雜區(qū)間。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種形成硅控整流器的結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括在半導(dǎo)體襯底中形成第一阱，在該半導(dǎo)體襯底中形成第二阱，形成包括具有位于該第一阱中的部分的第一摻雜區(qū)的第一端子，以及形成包括具有位于該第一阱中的部分的第二摻雜區(qū)以及位于該第二阱中的第三摻雜區(qū)的第二端子。該第一阱及該第三摻雜區(qū)具有第一導(dǎo)電類型，該第二阱、該第一摻雜區(qū)以及該第二摻雜區(qū)具有與該第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型，且
該第二摻雜區(qū)沿橫向方向設(shè)置于該第一摻雜區(qū)與該第三摻雜區(qū)間。
附圖說明
[0008]包含于并構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示例說明本專利技術(shù)的各種實(shí)施例，并與上面所作的有關(guān)本專利技術(shù)的概括說明以及下面所作的有關(guān)該些實(shí)施例的詳細(xì)說明一起用以解釋本專利技術(shù)的該些實(shí)施例。在該些附圖中，類似的附圖標(biāo)記表示不同視圖中類似的特征。
[0009]圖1顯示依據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0010]圖2顯示依據(jù)本專利技術(shù)的替代實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0011]圖3顯示依據(jù)本專利技術(shù)的替代實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0012]圖4顯示依據(jù)本專利技術(shù)的替代實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實(shí)施方式
[0013]請參照圖1并依據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，硅控整流器的結(jié)構(gòu)10包括半導(dǎo)體襯底12，以及布置于半導(dǎo)體襯底12中的淺溝槽隔離區(qū)14、15及淺溝槽隔離區(qū)16、17。半導(dǎo)體襯底12可由半導(dǎo)體材料組成，例如單晶硅。半導(dǎo)體襯底12可包括層18作為鄰近半導(dǎo)體襯底12的頂部表面11設(shè)置的部分。層18可通過外延生長工藝形成。在一個(gè)實(shí)施例中，層18可經(jīng)摻雜以具有n型導(dǎo)電性，且位于層18下方的半導(dǎo)體襯底12的部分可經(jīng)摻雜以具有p型導(dǎo)電性。
[0014]為形成淺溝槽隔離區(qū)14、15、16、17，可利用光刻及蝕刻工藝在半導(dǎo)體襯底12中圖案化淺溝槽，沉積介電材料例如二氧化硅以填充該淺溝槽，以及平坦化及/或凹入該沉積的介電材料。淺溝槽隔離區(qū)14鄰近淺溝槽隔離區(qū)16設(shè)置，且淺溝槽隔離區(qū)15鄰近淺溝槽隔離區(qū)17設(shè)置。
[0015]在半導(dǎo)體襯底12的層18內(nèi)形成漂移阱24、26。漂移阱24、26經(jīng)摻雜以具有與層18相反的導(dǎo)電類型。盡管漂移阱24鄰近漂移阱26設(shè)置，但漂移阱24，26不是連續(xù)的。漂移阱26沿橫向方向與漂移阱24隔開，以使層18的部分設(shè)置于漂移阱24與漂移阱26之間，且層18的該部分提供將漂移阱24與漂移阱26隔開的不連續(xù)性。漂移阱24，26沿垂直方向設(shè)置于半導(dǎo)體襯底12的頂部表面11與層18的其它部分之間。
[0016]漂移阱24、26可通過在半導(dǎo)體襯底12中通過例如離子注入引入摻雜物來形成。可形成圖案化注入掩膜，以在半導(dǎo)體襯底12的頂部表面11上定義選定區(qū)域，暴露該選定區(qū)域以供注入。該注入掩膜可包括有機(jī)光阻層，其經(jīng)鋪設(shè)及圖案化以形成開口，從而暴露位于半導(dǎo)體襯底12的頂部表面11上的該選定區(qū)域，并至少部分地確定漂移阱24、26的位置及水平尺寸。該注入掩膜的厚度及阻止力足以阻擋在掩蔽區(qū)域中的注入。注入條件(例如，離子種類、劑量、動(dòng)能)可經(jīng)選擇以調(diào)節(jié)漂移阱24、26的電性及物理特性。在一個(gè)實(shí)施例中，可用一定濃度的p型摻雜物(例如，硼)摻雜漂移阱24、26，以提供p型導(dǎo)電性。
[0017]在半導(dǎo)體襯底12的層18中形成阱28。阱28沿垂直方向設(shè)置于半導(dǎo)體襯底12的頂部表面11與漂移阱24的部分之間，半導(dǎo)體襯底12的頂部表面11與漂移阱26的部分之間，以及半導(dǎo)體襯底12的頂部表面11與橫向位于漂移阱24、26之間的層18的部分之間。阱28經(jīng)摻雜以具有與漂移阱24、26的導(dǎo)電類型相反的導(dǎo)電類型且與層18相同的導(dǎo)電類型。在一個(gè)實(shí)施例中，可用一定濃度的n型摻雜物(例如，砷或磷)摻雜阱28，以提供n型導(dǎo)電性。
[0018]可通過在半導(dǎo)體襯底12中通過例如離子注入引入摻雜物來形成阱28。可形成圖案
化注入掩膜，以在半導(dǎo)體襯底12的頂部表面11上定義選定區(qū)域，暴露該選定區(qū)域以供注入。該注入掩膜可包括有機(jī)光阻層，其經(jīng)鋪設(shè)及圖案化以形成開口，從而暴露位于半導(dǎo)體襯底12的頂部表面11上的該選定區(qū)域，并至少部分地確定阱28的位置及水平尺寸。該注入掩膜的厚度及阻止力足以阻擋在掩蔽區(qū)域中的注入。注入條件(例如，離子種類、劑量、動(dòng)能)可經(jīng)選擇以調(diào)節(jié)阱28的電性及物理特性。
[0019]在半導(dǎo)體襯底12的層18中形成阱30、32。阱30沿垂直方向設(shè)置于漂移阱24與半導(dǎo)體襯底12的頂部表面11之間，且阱32沿垂直方向設(shè)置于漂移阱26與半導(dǎo)體襯底12的頂部表面11之間。阱30、32經(jīng)摻雜以具有與漂移阱24、本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種硅控整流器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括：半導(dǎo)體襯底；第一阱，位于該半導(dǎo)體襯底中，該第一阱具有第一導(dǎo)電類型；第二阱，位于該半導(dǎo)體襯底中，該第二阱具有與該第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型；第一端子，包括具有位于該第一阱中的第一部分的第一摻雜區(qū)，該第一摻雜區(qū)具有該第二導(dǎo)電類型；以及第二端子，包括具有位于該第一阱中的第一部分的第二摻雜區(qū)以及位于該第二阱中的第三摻雜區(qū)，該第二摻雜區(qū)具有該第二導(dǎo)電類型，該第三摻雜區(qū)具有該第一導(dǎo)電類型，且該第二摻雜區(qū)沿橫向方向設(shè)置于該第一摻雜區(qū)與該第三摻雜區(qū)間。2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第二摻雜區(qū)具有位于該第二阱中的第二部分，該第二阱沿界面鄰接該第一阱，且該第二摻雜區(qū)與該界面重疊。3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：第三阱，位于該半導(dǎo)體襯底中，該第三阱具有該第二導(dǎo)電類型，其中，該第一端子包括位于該第三阱中的第四摻雜區(qū)，該第四摻雜區(qū)具有該第一導(dǎo)電類型，且該第一摻雜區(qū)沿該橫向方向設(shè)置于該第四摻雜區(qū)與該第二摻雜區(qū)間。4.如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一摻雜區(qū)具有位于該第三阱中的第二部分，該第三阱沿界面鄰接該第一阱，且該第一摻雜區(qū)與該界面重疊。5.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一導(dǎo)電類型為n型，且該第二導(dǎo)電類型為p型。6.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：第四摻雜區(qū)，位于該第一阱中，該第四摻雜區(qū)具有該第二導(dǎo)電類型，且該第四摻雜區(qū)沿該橫向方向設(shè)置于該第一摻雜區(qū)與該第二摻雜區(qū)間。7.如權(quán)利要求6所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該半導(dǎo)體襯底具有頂部表面，且還包括：介電層，位于該半導(dǎo)體襯底的該頂部表面上，該介電層與該第四摻雜區(qū)具有重疊關(guān)系且與該第三摻雜區(qū)具有不重疊關(guān)系。8.如權(quán)利要求6所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：第一隔離區(qū)，位于該半導(dǎo)體襯底中，該第一隔離區(qū)沿該橫向方向設(shè)置于該第一摻雜區(qū)與該第四摻雜區(qū)間；第二隔離區(qū)，位于該半導(dǎo)體襯底中，該第二隔離區(qū)沿該橫向方向設(shè)置于該第二摻雜區(qū)與該第四摻雜區(qū)間；其中，該第一隔離區(qū)及該第二隔離區(qū)由介電材料組成。9.如權(quán)利要求6所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一阱包括沿該橫向方向設(shè)置于該第一摻雜區(qū)與該第四摻雜區(qū)間的第一部分，且該第一阱包括沿該橫向方向設(shè)置于該第二摻雜區(qū)與該第四摻雜區(qū)域間的第二部分。10.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：第四摻雜區(qū)，位于該第二阱中，該第四摻雜區(qū)具有該第一導(dǎo)電類型，且該第四摻雜區(qū)沿該橫向方向設(shè)置于該第二摻雜區(qū)與該第三摻雜區(qū)間。11.如權(quán)利要求10所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：第一淺溝槽隔...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曾杰，索夫克，
申請(專利權(quán))人：新加坡商格羅方德半導(dǎo)體私人有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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