KR102444160B1 - Semiconductor device for electrostatic discharge - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원은 정전기 방전 보호용 반도체 소자에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 매립영역, 및 한 쌍의 실딩영역을 갖는 정전기 방전 보호용 반도체 소자에 관련된 것이다.The present application relates to a semiconductor device for electrostatic discharge protection, and more particularly, to a semiconductor device for electrostatic discharge protection having a buried region and a pair of shielding regions.
반도체 기술의 발전에 따라 많은 전자제품들의 소형화를 이루었으며, 고집적화뿐만 아니라 성능이 향상되고 있다. 따라서 집적도가 높아지면서 회로 및 소자의 면적이 적어지고 사용하는 반도체 소자의 접합(junction) 깊이와 MOSFET 등의 산화막 두께가 얇아지면서 정전기 인가로 인해 ESD 보호회로 자체뿐만 아니라 내부회로 파괴로 인한 오동작이 점점 심각해지고 있다. With the development of semiconductor technology, many electronic products have been miniaturized, and their performance is improving as well as being highly integrated. Therefore, as the degree of integration increases, the area of circuits and devices decreases, the junction depth of semiconductor devices used and the thickness of oxide films such as MOSFETs become thinner. getting serious
이러한, ESD로 발생하는 문제를 방지하기 위하여, 다양한 기술들이 개발되고 있다. In order to prevent such a problem caused by ESD, various technologies have been developed.
예를 들어, 대한민국 특허공개공보 10-2021-0122666에는 제1 노드와 제2 노드 사이에 커플링된 정전기 방전(ESD: electrostatic discharge) 검출 회로, 제1 유형의 제1 트랜지스터 - 상기 제1 트랜지스터는 제3 노드에 의해 적어도 상기 ESD 검출 회로에 커플링된 제1 게이트, 상기 제1 노드에 커플링된 제1 드레인 및 상기 제2 노드에 커플링된 제1 소스를 가짐, 및 상기 제2 노드와 상기 제3 노드 사이에 커플링되고, 상기 제2 노드에서 ESD 이벤트 중에 상기 제3 노드를 충전하도록 구성된 충전 회로를 포함하는, 클램프 회로가 개시되어 있다. For example, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2021-0122666, an electrostatic discharge (ESD) detection circuit coupled between a first node and a second node, a first transistor of a first type - the first transistor having a first gate coupled to at least the ESD detection circuit by a third node, a first drain coupled to the first node, and a first source coupled to the second node, and A clamp circuit is disclosed, comprising a charging circuit coupled between the third node and configured to charge the third node during an ESD event at the second node.
다른 예를 들어, 대한민국 특허등록공보 10-0698096에는 제 1 도전형 반도체 기판의 필드 영역에 형성되는 소자분리막, 상기 소자 분리막에 의해 격리되어 상기 제 1 도전형 반도체 기판에 형성되는 제 1, 제 2 고농도 제 2 도전형 불순물 영역, 상기 소자 분리막에 의해 격리되어 상기 제 2 고농도 제 2 도전형 불순물 영역 일측의 상기 제 1 도전형 반도체 기판에 형성되는 고농도 제 1 도전형 불순물 영역, 상기 고농도 제 1 도전형 불순물 영역, 상기 제 2 고농도 제 2 도전형 불순물 영역 및 상기 제 1 고농도 제 2 도전형 불순물 영역의 일부 영역 하측에 결쳐 상기 반도체 기판내에 형성되는 제 1 도전형 웰, 상기 제 1 도전형 웰 일측의 상기 제 1 고농도 제 2 도전형 불순물 영역의 나머지 일부 영역에 걸쳐 상기 반도체 기판내에 형성되는 제 2 도전형 웰, 그리고 항복 전압을 낮추기 위해 상기 제 1 고농도 제 2 도전형 불순물 영역하부의 상기 제 1, 제 2 도전형 웰의 경계부에 형성되는 제 1 도전형 불순물 영역을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 ESD 보호회로가 개시되어 있다. For another example, in Korean Patent No. 10-0698096, a device isolation layer formed in a field region of a first conductivity type semiconductor substrate, and first and second isolation layers formed on the first conductivity type semiconductor substrate isolated by the device isolation layer A high concentration second conductivity type impurity region, a high concentration first conductivity type impurity region formed in the first conductivity type semiconductor substrate on one side of the second high concentration second conductivity type impurity region isolated by the device isolation layer, and the high concentration first conductivity a first conductivity type well formed in the semiconductor substrate under partial regions of the type impurity region, the second high concentration second conductivity type impurity region, and the first high concentration second conductivity type impurity region, one side of the first conductivity type well a second conductivity type well formed in the semiconductor substrate over the remaining partial region of the first high concentration second conductivity type impurity region of , an ESD protection circuit comprising an impurity region of a first conductivity type formed at a boundary portion of a well of a second conductivity type.
본 출원이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 고신뢰성의 정전기 방전 보호용 반도체 소자를 제공하는 데 있다. One technical problem to be solved by the present application is to provide a semiconductor device for protection against electrostatic discharge with high reliability.
본 출원이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 적은 면적에 효과적으로 정전기로부터 내부 회로 및 소자를 보호할 수 있는 정전기 방전 보호용 반도체 소자를 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present application is to provide a semiconductor device for electrostatic discharge protection that can effectively protect internal circuits and devices from static electricity in a small area.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 높은 감내 특성을 갖는 Bipolar Junction Transistor (BJT)가 결합된 Silicon Controlled Rectifier (SCR) 구조의 정전기 방전 보호용 반도체 소자를 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present application is to provide a semiconductor device for electrostatic discharge protection having a Silicon Controlled Rectifier (SCR) structure combined with a Bipolar Junction Transistor (BJT) having high tolerance characteristics.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, ESD 에너지를 입체적 그리고 효과적으로 방출하여 내부 회로를 보다 안정적으로 보호할 수 있는 정전기 방전 보호용 반도체 소자를 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present application is to provide a semiconductor device for electrostatic discharge protection capable of more stably protecting an internal circuit by three-dimensionally and effectively emitting ESD energy.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 높은 홀딩 전압 특성을 갖는 바이폴라 트랜지스터가 결합된 정전기 방전 보호용 반도체 소자를 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present application is to provide a semiconductor device for electrostatic discharge protection in which a bipolar transistor having a high holding voltage characteristic is combined.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 높은 전류구동능력으로 Second Breakdown Current는 상대적으로 높고 Second Breakdown Voltage는 상대적으로 낮은 정전기 방전 보호용 반도체 소자를 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present application is to provide a semiconductor device for electrostatic discharge protection having a relatively high Second Breakdown Current and a relatively low Second Breakdown Voltage due to a high current driving capability.
본 출원이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다. The technical problem to be solved by the present application is not limited to the above.
상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 출원은 정전기 방전 보호용 반도체 소자를 제공한다. In order to solve the above-described technical problems, the present application provides a semiconductor device for electrostatic discharge protection.
일 실시 예에 따르면, 상기 정전기 방전 보호용 반도체 소자는, 기판, 상기 기판 내에 형성된 딥 웰(deep well), 상기 딥 웰 내에 서로 접하도록 형성되고, 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 베이스 웰 및 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 베이스 웰, 상기 제1 베이스 웰 내에 이격되어 형성되고, 상기 제1 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-1 확산영역 및 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2-3 확산영역, 상기 제2 베이스 웰 내에 서로 이격되어 형성되고, 상기 제2 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2-1 확산영역, 및 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-3 확산영역, 상기 제1 베이스 웰 및 상기 제2 베이스 웰의 접합영역에 형성되고 상기 제1 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-2 확산영역, 및 상기 제1-2 확산영역 및 상기 제1-3 확산영역을 소스 및 드레인으로 사용하는 트랜지스터를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the semiconductor device for electrostatic discharge protection includes a substrate, a deep well formed in the substrate, and a first base well formed to be in contact with each other in the deep well and doped with a dopant of a first conductivity type. and a second base well doped with a dopant of a second conductivity type, spaced apart from the first base well and doped with a dopant of the first conductivity type at a higher concentration than the first base well. region and a 2-3rd diffusion region doped with the dopant of the second conductivity type, formed spaced apart from each other in the second base well, and doped with the dopant of the second conductivity type at a higher concentration than the second base well The 2-1 diffusion region, the 1-3 diffusion region doped with the dopant of the first conductivity type, is formed in the junction region of the first base well and the second base well, and has a higher concentration than the first base well and a first-2 diffusion region doped with the dopant of the first conductivity type, and a transistor using the 1-2 diffusion region and the 1-3 diffusion region as sources and drains.
일 실시 예에 따르면, 상기 정전기 방전 보호용 반도체 소자는, 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 상기 딥 웰의 바닥면 상에 형성되고, 상기 딥 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 매립영역, 상기 딥 웰의 일 측벽 상에 형성되고, 상기 딥 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 실딩영역, 및 상기 딥 웰의 타 측벽 상에 형성되고, 상기 딥 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 실딩영역을 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the electrostatic discharge protection semiconductor device is formed on a bottom surface of the deep well doped with the dopant of the first conductivity type, and is formed with the dopant of the first conductivity type having a higher concentration than that of the deep well. A doped buried region, a first shielding region formed on one sidewall of the deep well and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than the deep well, and the other sidewall of the deep well, A second shielding region doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than that of the deep well may be further included.
일 실시 예에 따르면, 상기 정전기 방전 보호용 반도체 소자는, 상기 제1 실딩영역 내에 형성되고, 상기 제1 실딩영역보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-4 확산영역, 및 상기 제2 실딩영역 내에 형성되고, 상기 제2 실디영역보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-5 확산영역을 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, in the semiconductor device for electrostatic discharge protection, a first to fourth diffusion region formed in the first shielding region and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than that of the first shielding region; A first-fifth diffusion region formed in the second shielding region and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than that of the second shielding region may be further included.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1-1 확산영역, 상기 제1-4 확산영역, 상기 제1-5 확산영역, 및 상기 제2-3 확산영역이 애노드에 연결되는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the 1-1 diffusion region, the 1-4 diffusion region, the 1-5 diffusion region, and the 2-3 diffusion region are connected to an anode.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1-3 확산영역 및 제2-1 확산영역이 캐소드에 연결되는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the 1-3 diffusion region and the 2-1 diffusion region may include being connected to a cathode.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1-3 확산영역, 상기 제2 베이스 웰, 상기 매립영역, 상기 제1 실딩영역, 및 상기 제1-4 확산영역을 포함하는 제3 바이폴라 트랜지스터가 정의되고, 상기 제1-3 확산영역, 상기 제2 베이스 웰, 상기 제2 실딩영역, 및 상기 제1-5 확산영역을 포함하는 제4 바이폴라 트랜지스터가 정의되는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, a third bipolar transistor including the 1-3 diffusion region, the second base well, the buried region, the first shielding region, and the 1-4 diffusion region is defined, and the and defining a fourth bipolar transistor including a 1-3 diffusion region, the second base well, the second shielding region, and the 1-5 diffusion region.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 바이폴라 트랜지스터 및 상기 제4 바이폴라 트랜지스터는 병렬 연결되어 홀딩전압이 상승하는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the third bipolar transistor and the fourth bipolar transistor are connected in parallel to increase the holding voltage.
일 실시 예에 따르면, 상기 매립영역 및 상기 제2 베이스 웰 사이, 그리고 상기 매립영역 및 상기 제1 베이스 웰 사이에, 상기 딥 웰의 일부분이 제공되는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, a portion of the deep well may be provided between the buried region and the second base well and between the buried region and the first base well.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 실딩영역 및 상기 제1 베이스 웰 사이, 그리고 상기 제2 실딩영역 및 상기 제2 베이스 웰 사이에, 상기 딥 웰의 일부분이 제공되는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, a portion of the deep well may be provided between the first shielding region and the first base well and between the second shielding region and the second base well.
일 실시 예에 따르면, 상기 트랜지스터는, 상기 제1-2 확산영역 및 상기 제1-3 확산영역 사이의 상기 제2 베이스 웰 상의 게이트 절연막, 및 상기 게이트 절연막 상의 게이트 전극을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the transistor may include a gate insulating layer on the second base well between the 1-2 diffusion region and the 1-3 diffusion region, and a gate electrode on the gate insulating layer.
본 출원의 실시 예에 따르면, 기판 내에 형성된 딥 웰 내에, 제1 베이스 웰 및 제2 베이스 웰이 서로 접하도록 형성된 삼중 웰(triple well) 구조를 갖는 정전기 방전 보호용 반도체 소자가 제공된다. 상기 정전기 방전 보호용 반도체 소자는 삼중 웰 구조를 통해 용이하게 ESD 에너지를 방출할 수 있다. According to an embodiment of the present application, there is provided a semiconductor device for electrostatic discharge protection having a triple well structure in which a first base well and a second base well are in contact with each other in a deep well formed in a substrate. The electrostatic discharge protection semiconductor device may easily emit ESD energy through a triple well structure.
구체적으로, 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 상기 딥 웰의 바닥면 상에 상기 딥 웰보다 높은 농도의 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 매립영역이 형성되고, 상기 딥 웰의 양 측벽 상에 상기 딥 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 및 제2 실딩영역이 각각 형성될 수 있고, 이로 인해, PNPN 경로가 다양화 및 입체화되어 유입되는 ESD 에너지를 용이하게 방출할 수 있다. 이에 따라, 내부회로가 보다 안정적으로 보호될 수 있다. Specifically, a buried region doped with a dopant of a first conductivity type having a higher concentration than that of the deep well is formed on a bottom surface of the deep well doped with a dopant of a first conductivity type, and on both sidewalls of the deep well The first and second shielding regions doped with the dopant of the first conductivity type having a higher concentration than the deep well may be formed, respectively, so that the PNPN path is diversified and three-dimensionalized to easily release the ESD energy introduced therein. can do. Accordingly, the internal circuit can be more stably protected.
도 1은 본 출원의 제1 실시 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 출원의 제2 실시 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 정전기 방전 보호용 반도체 소자의 회로이다.
도 4는 본 출원의 제2 실시 예의 변형 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 출원의 실시 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자의 전기적 특성을 평가한 것이다.
도 6은 본 출원의 실시 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자를 레이아웃 평면도이다.
도 7은 본 출원의 실시 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자의 레이아웃 단면도이다.1 is a view for explaining a semiconductor device for electrostatic discharge protection according to a first embodiment of the present application.
2 is a view for explaining a semiconductor device for electrostatic discharge protection according to a second embodiment of the present application.
FIG. 3 is a circuit of the semiconductor device for electrostatic discharge protection shown in FIG. 2 .
4 is a view for explaining a semiconductor device for electrostatic discharge protection according to a modified example of the second embodiment of the present application.
5 is an evaluation of electrical characteristics of a semiconductor device for electrostatic discharge protection according to an embodiment of the present application.
6 is a layout plan view of a semiconductor device for electrostatic discharge protection according to an embodiment of the present application.
7 is a cross-sectional layout view of a semiconductor device for electrostatic discharge protection according to an embodiment of the present application.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when a component is referred to as being on another component, it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for effective description of technical contents.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Also, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, third, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes a complementary embodiment thereof. In addition, in this specification, 'and/or' is used in the sense of including at least one of the elements listed before and after.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.In the specification, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, element, or a combination thereof described in the specification exists, and one or more other features, numbers, steps, or configurations It should not be construed as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. In addition, in this specification, "connection" is used in a sense including both indirectly connecting a plurality of components and directly connecting a plurality of components.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 출원의 제1 실시 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a semiconductor device for electrostatic discharge protection according to a first embodiment of the present application.
도 1을 참조하면, 본 출원의 제1 실시 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자는 기판(100), 상기 기판(100) 내에 형성된 제1 베이스 웰(110), 상기 기판(100) 내에 형성된 제2 베이스 웰(120), 상기 제1 베이스 웰(110) 내에 서로 이격되어 형성된 제1-1 확산영역(111) 및 제2-3 확산영역(123), 상기 제2 베이스 웰(120) 내에 서로 이격되어 형성된 제2-1 확산영역(121), 트랜지스터(122), 및 제1-3 확산영역(113), 및 상기 제1 베이스 웰(110) 및 상기 제2 베이스 웰(120)의 접합 영역에 형성된 제1-2 확산영역(112)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the semiconductor device for electrostatic discharge protection according to the first embodiment of the present application includes a
상기 제1 베이스 웰(110), 상기 제1-1 확산영역(111), 상기 제1-2 확산영역(112), 및 상기 제1-3 확산영역(113)은 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 영역일 수 있다. 또한, 상기 제1-1 확산영역(111), 상기 제1-2 확산영역(112), 및 상기 제1-3 확산영역(113)은 상기 제1 베이스 웰(110)보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 영역일 수 있다. The first base well 110 , the 1-1
상기 제2 베이스 웰(120), 상기 제2-1 확산영역(121), 및 상기 제2-3 확산영역(123)은 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 영역일 수 있다. 또한, 상기 제2-1 확산영역(121), 및 상기 제2-3 확산영역(123)은 상기 제2 베이스 웰(120)보다 높은 농도의 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 영역일 수 있다. 상기 기판(100)은 상기 제2 도전형의 반도체 기판이고, 상기 제2 베이스 웰(120)은 상기 기판(100)보다 높은 농도의 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 영역일 수 있다.The second base well 120 , the 2-1
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 도전형의 도펀트는 N 타입 도펀트이고, 상기 제2 도전형의 도펀트는 P 타입 도펀트일 수 있다. According to an embodiment, the dopant of the first conductivity type may be an N-type dopant, and the dopant of the second conductivity type may be a P-type dopant.
또는, 이와 달리, 다른 실시 예에 따르면, 상기 제2 도전형의 도펀트는 P 타입 도펀트이고, 상기 제1 도전형의 도펀트는 N 타입 도펀트일 수 있다. Alternatively, according to another embodiment, the dopant of the second conductivity type may be a P-type dopant, and the dopant of the first conductivity type may be an N-type dopant.
상기 제1 도전형의 도펀트가 N 타입 도펀트이고, 상기 제2 도전형의 도펀트가 P 타입 도펀트인 경우, 상기 제1-1 확산영역(111) 및 상기 제2-3 확산영역(123)은 애노드에 연결되고, 상기 제2-1 확산영역(121) 및 상기 제1-3 확산영역(113)응 캐소드에 연결될 수 있다. When the dopant of the first conductivity type is an N-type dopant and the dopant of the second conductivity type is a P-type dopant, the first-
반면, 상기 제1 도전형의 도펀트가 P 타입 도펀트이고, 상기 제2 도전형의 도펀트가 N 타입 도펀트인 경우, 상기 제1-1 확산영역(111) 및 상기 제2-3 확산영역(123)은 캐소드에 연결되고, 상기 제2-1 확산영역(121) 및 상기 제1-3 확산영역(113)응 애노드에 연결될 수 있다.On the other hand, when the dopant of the first conductivity type is a P-type dopant and the dopant of the second conductivity type is an N-type dopant, the first-
상기 제1-2 확산영역(112)은 상기 제1 베이스 웰(110) 및 상기 제2 베이스 웰(120)의 접합영역에 형성되어, 상기 제1 베이스 웰(110) 및 상기 제2 베이스 웰(120)과 동시에 접할 수 있고, 상기 제1 베이스 웰(110) 및 상기 제2 베이스 웰(120)의 가교 기능을 수행할 수 있다. The 1-2
상기 트랜지스터(122)는 상기 제1-2 확산영역(112)과 상기 제1-3 확산영역(113) 사이의 상기 제2 베이스 웰(120)의 일 영역을 활성층으로 사용하며, 상기 제1-2 확산영역(112) 및 상기 제1-3 확산영역(113)을 소스 및 드레인으로 사용할 수 있다. 상기 트랜지스터(122)는 상기 제1-2 확산영역(112) 및 상기 제1-3 확산영역(113) 사이의 상기 제2 베이스 웰(120) 상의 게이트 절연막, 및 게이트 절연막 상의 게이트 전극을 포함할 수 있다. The
도 1에 도시된 것과 같이, 상기 제2-3 확산영역(123), 상기 제1 베이스 웰(110), 및 상기 제2 베이스 웰(120)은 제1 바이폴라 트랜지스터(Q1)를 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1-2 확산영역(112), 상기 제2 베이스 웰(120), 및 상기 제1-3 확산영역(113)은 제2 바이폴라 트랜지스터(Q2)를 형성할 수 있다. 상기 제1 도전형의 도펀트가 N 타입 도펀트이고 상기 제2 도전형의 도펀트가 P 타입 도펀트인 경우 상기 제1 바이폴라 트랜지스터(Q1)는 pnp 타입이고 상기 제2 바이폴라 트랜지스터(Q2)는 npn 타입일 수 있다. 반면, 상기 제1 도전형의 도펀트가 P 타입 도펀트이고 상기 제2 도전형의 도펀트가 N 타입 도펀트인 경우 상기 제1 바이폴라 트랜지스터(Q1)는 npn 타입이고 상기 제2 바이폴라 트랜지스터(Q2)는 pnp 타입일 수 있다. As shown in FIG. 1 , the 2-3
상기 제1 도전형의 도펀트가 N 타입 도펀트이고 상기 제2 도전형의 도펀트가 P 타입 도펀트인 경우를 예로 들어, ESD 효과가 설명된다. 애노드 단자로 유입된 과도한 ESD 에너지에 의해 전압이 증가함에 따라, 브릿지 역할을 하는 상기 제1-2 확산영역(112)과 상기 제2 베이스 웰(120)의 접합에서 역방향 바이어스가 인가될 수 있다. 상기 제1-2 확산영역(112)와 상기 제2 베이스 웰(120)에 인가되는 역방향 바이어스가 애벌런치 항복전압까지 상승하게 되면 애벌런치 항복으로 다량의 전자-전공 쌍(Electron-Hole Pair)이 상기 제2 베이스 웰(120) 내에 생성될 수 있다. 이와 같이, 다량의 전자-정공 쌍이 형성된 후, 다수 캐리어(majority carrier)인 전공(hole) 전류는 상기 제2 베이스 웰(120)에서 상기 제2-1 확산영역(121)으로 흐를 수 있다. The ESD effect will be described taking the case where the dopant of the first conductivity type is an N-type dopant and the dopant of the second conductivity type is a P-type dopant as an example. As the voltage increases due to excessive ESD energy flowing into the anode terminal, a reverse bias may be applied at the junction of the 1-2
이 경우, 상기 제2 베이스 웰(120) 내의 제2 베이스 웰 저항(120R)으로 인해 전압강하가 발생할 수 있다. 상기 제2 베이스 웰 저항(120R)에 의한 전압강하에 의해 상기 제2 베이스 웰(120)과 상기 제1-3 확산영역(113)의 접합에서 순방향 바이어스가 인가되는 효과가 발생할 수 있고, 이에 따라, 상기 제1-3 확산영역(113)과 상기 제2 베이스 웰(120)이 턴온되어 상기 제1-3 확산영역(113), 상기 제2 베이스 웰(120), 및 상기 제1-2 확산영역(112)으로 이루어진 상기 제2 바이폴라 트랜지스터(Q2)가 동작한다. 이렇게 동작하는 상기 제2 바이폴라 트랜지스터(Q2)에 의하여 상기 제1 베이스 웰(110)영역 내에 다량의 전자-정공 쌍이 형성되고 이때 다수 캐리어(majority carrier)인 전자 전류는 상기 제1 베이스 웰(110) 영역을 통해 상기 제1-1 확산영역(111)으로 흐를 수 있다. 이 경우, 상기 제1 베이스 웰(110) 내의 제1 저항(110R)에 의해 전압강하가 발생하고, 상기 제2-3 확산영역(123), 상기 제1 베이스 웰(110)의 접합 사이에 순방향 바이어스가 인가되어 상기 제2-3 확산영역(123) 및 상기 제1 베이스 웰(110)이 턴온될 수 있다. 따라서, 상기 제2-3 확산영역(123), 제1 베이스 웰(110), 상기 제2 베이스 웰(120)으로 이루어진 상기 제1 바이폴라 트랜지스터(Q1)가 동작하고, 상기 제1 바이폴라 트랜지스터(Q1) 및 상기 제2 바이폴라 트랜지스터(Q2)에 의해 Latch-up path가 형성되고 이를 통해 다량의 ESD 전류가 방전될 수 있다. In this case, a voltage drop may occur due to the second
즉, 도 1에 도시된 SCR구조에 따라서, 기생 PNP와 NPN 바이폴라 트랜지스터인 상기 제1 바이폴라 트랜지스터(Q1) 및 상기 제2 바이폴라 트랜지스터(Q2)의 Latch-up path를 형성을 통해 ESD 전류를 방전할 수 있다. 또한, 바이어스 전압이 인가되지 않은 상기 트랜지스터(122)으로 인해 상대적으로 높은 홀딩전압을 가질 수 있다. That is, according to the SCR structure shown in FIG. 1, the ESD current can be discharged through the formation of latch-up paths of the first bipolar transistor Q1 and the second bipolar transistor Q2, which are parasitic PNP and NPN bipolar transistors. can Also, the
도 2는 본 출원의 제2 실시 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 정전기 방전 보호용 반도체 소자의 회로이다.FIG. 2 is a diagram for explaining a semiconductor device for electrostatic discharge protection according to a second embodiment of the present application, and FIG. 3 is a circuit of the semiconductor device for electrostatic discharge protection shown in FIG. 2 .
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 출원의 제2 실시 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자는, 기판(200), 상기 기판(200) 내에 형성된 딥 웰(240, deep well), 상기 딥 웰(240) 내에 서로 접하도록 형성된 제1 베이스 웰(220) 및 제2 베이스 웰(230), 상기 제1 베이스 웰(220) 내에 이격되어 형성된 제1-1 확산영역(221) 및 제2-3 확산영역(233), 상기 제2 베이스 웰(230) 내에 서로 이격되어 형성된 제2-1 확산영역(231), 및 제1-3 확산영역(223), 및 상기 제1 베이스 웰(220) 및 상기 제2 베이스 웰(230)의 접합영역에 형성된 제1-2 확산영역(222), 및 상기 제1-2 확산영역(222) 및 상기 제1-3 확산영역(223)을 소스 및 드레인으로 사용하는 트랜지스터(232)를 포함할 수 있다.2 and 3 , the semiconductor device for electrostatic discharge protection according to the second embodiment of the present application includes a
상기 딥 웰(240), 상기 제1 베이스 웰(220), 상기 제1-1 확산영역(221), 상기 제1-2 확산영역(222), 및 상기 제1-3 확산영역(223)은 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 영역일 수 있다. 또한, 상기 제1 베이스 웰(220)은 상기 딥 웰(240)보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 영역이고, 상기 제1-1 확산영역(221), 상기 제1-2 확산영역(222), 및 상기 제1-3 확산영역(223)은 상기 제1 베이스 웰(220)보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 영역일 수 있다. The
상기 제2 베이스 웰(230), 상기 제2-1 확산영역(231), 및 상기 제2-3 확산영역(233)은 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 영역일 수 있다. 또한, 상기 제2-1 확산영역(231), 및 상기 제2-3 확산영역(233)은 상기 제2 베이스 웰(230)보다 높은 농도의 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 영역일 수 있다. 상기 기판(200)은 상기 제2 도전형의 반도체 기판이고, 상기 제2 베이스 웰(230)은 상기 기판(200)보다 높은 농도의 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 영역일 수 있다.The second base well 230 , the 2-1
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 도전형의 도펀트는 N 타입 도펀트이고, 상기 제2 도전형의 도펀트는 P 타입 도펀트일 수 있다. According to an embodiment, the dopant of the first conductivity type may be an N-type dopant, and the dopant of the second conductivity type may be a P-type dopant.
또는, 이와 달리, 다른 실시 예에 따르면, 상기 제2 도전형의 도펀트는 P 타입 도펀트이고, 상기 제1 도전형의 도펀트는 N 타입 도펀트일 수 있다.Alternatively, according to another embodiment, the dopant of the second conductivity type may be a P-type dopant, and the dopant of the first conductivity type may be an N-type dopant.
또한, 상기 정전기 방전 보호용 반도체 소자는, 매립영역(210), 제1 실딩영역(211), 및 제2 실딩영역(212)을 더 포함할 수 있다. In addition, the semiconductor device for electrostatic discharge protection may further include a buried
상기 매립영역(210)은, 상기 딥 웰(240)의 바닥면 상에 형성되고, 상기 딥 웰(240) 내에 위치하고, 상기 딥 웰(240)보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 영역일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상술된 바와 같이, 상기 매립영역(210)은 상기 딥 웰(240) 내의 상기 딥 웰(240)의 바닥면 상에 제공되되, 상기 매립영역(210)은 상기 제1 베이스 웰(220) 및 상기 제2 베이스 웰(230)과 이격될 수 있다. 상기 매립영역(210)과 상기 제1 베이스 웰(220) 사이 그리고 상기 매립영역(210)과 상기 제2 베이스 웰(230) 사이에는, 상기 딥 웰(240)의 일부분이 제공될 수 있다. The buried
상기 제1 실딩영역(211)은 상기 제1 베이스 웰(220)에 인접한 상기 딥 웰(240)의 일 측벽 상에 형성되고, 상기 딥 웰(240) 내에 위치하고, 상기 딥 웰(240)보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 영역일 수 있다. The
상기 제2 실딩영역(212)은 상기 P웰(230)에 인접한 상기 딥 웰(240)의 타 측벽 상에 형성되고, 상기 딥 웰(240) 내에 위치하고, 상기 딥 웰(240)보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 영역일 수 있다.The
일 실시 예에 따르면, 상술된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 실딩영역(211, 212)은 상기 딥 웰(240) 내의 상기 딥 웰(240)의 양측벽 상에 제공되되, 상기 제1 및 제2 실딩영역(211, 212)은 상기 제1 베이스 웰(220) 및 상기 제2 베이스 웰(230)과 이격될 수 있다. 상기 제1 및 제2 실딩영역(211, 212)과 상기 제1 베이스 웰(220) 사이 그리고 상기 매립영역(210)과 상기 제2 베이스 웰(230) 사이에는, 상기 딥 웰(240)의 일부분이 제공될 수 있다.According to an embodiment, as described above, the first and
또한, 상기 정전기 방전 보호용 반도체 소자는, 상기 제1 실딩영역(211) 내에 형성된 제1-4 확산영역(224), 및 상기 제2 실딩영역(212) 내에 형성된 제1-5 확산영역(225)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1-4 확산영역(224) 및 상기 제1-5 확산영역(225)은 상기 제1 실딩영역(211) 및 상기 제2 실딩영역(212)보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 영역일 수 있다.In addition, the semiconductor device for electrostatic discharge protection includes a first through
상기 제1 도전형의 도펀트가 N 타입 도펀트이고, 상기 제2 도전형의 도펀트가 P 타입 도펀트인 경우, 상기 제1-1 확산영역(221), 상기 제1-4 확산영역(224), 상기 제1-5 확산영역(225), 및 상기 제2-3 확산영역(233)이 애노드에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1-3 확산영역(223) 및 제2-1 확산영역(231)이 캐소드에 연결될 수 있다. When the dopant of the first conductivity type is an N-type dopant and the dopant of the second conductivity type is a P-type dopant, the 1-1
반면, 상기 제1 도전형의 도펀트가 P 타입 도펀트이고, 상기 제2 도전형의 도펀트가 N 타입 도펀트인 경우, 상기 제1-1 확산영역(221), 상기 제1-4 확산영역(224), 상기 제1-5 확산영역(225), 및 상기 제2-3 확산영역(233)이 캐소드에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1-3 확산영역(223) 및 제2-1 확산영역(231)이 애노드에 연결될 수 있다.On the other hand, when the dopant of the first conductivity type is a P-type dopant and the dopant of the second conductivity type is an N-type dopant, the 1-1
상기 제1-2 확산영역(222)은 상술된 바와 같이 상기 제1 베이스 웰(220) 및 상기 제2 베이스 웰(230)의 접합 영역에 제공되고, 상기 제1 베이스 웰(220) 및 상기 제2 베이스 웰(230)의 가교 기능을 수행할 수 있다. The 1-2
상기 트랜지스터(232)는 상기 게이트에 인가되는 전압에 의해 상기 제1-2 확산영역(222) 및 상기 제1-3 확산영역(223)을 전기적으로 연결할 수 있다.The
상기 제2-3 확산영역(233), 상기 제1 베이스 웰(220), 및 상기 제2 베이스 웰(230)은 제1 바이폴라 트랜지스터(Q1)를 형성할 수 있다. 또한, 제1-3 확산영역(223), 상기 제2 베이스 웰(230, 및 제1-2 확산영역(222)은 제2 바이폴라 트랜지스터(Q2)를 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1-3 확산영역(223), 상기 제2 베이스 웰 (230), 상기 제1-4 확산영역(224)은 제3 바이폴라 트랜지스터(Q3)를 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1-3 확산영역(223), 상기 제2 베이스 웰(230), 및 상기 제1-5 확산영역(225)는 제4 바이폴라 트랜지스터(Q4)를 형성할 수 있다. The 2-
상기 제1 도전형의 도펀트가 N 타입 도펀트이고 상기 제2 도전형의 도펀트가 P 타입 도펀트인 경우 상기 제1 바이폴라 트랜지스터(Q1)는 pnp 타입이고 상기 제2 내지 제4 바이폴라 트랜지스터(Q2~Q4)는 npn 타입일 수 있다. 반면, 상기 제1 도전형의 도펀트가 P 타입 도펀트이고 상기 제2 도전형의 도펀트가 N 타입 도펀트인 경우 상기 제1 바이폴라 트랜지스터(Q1)는 npn 타입이고 상기 제2 내지 제4 바이폴라 트랜지스터(Q2~Q4)는 pnp 타입일 수 있다.When the dopant of the first conductivity type is an N-type dopant and the dopant of the second conductivity type is a P-type dopant, the first bipolar transistor Q1 is a pnp type and the second to fourth bipolar transistors Q2 to Q4 may be an npn type. On the other hand, when the dopant of the first conductivity type is a P-type dopant and the dopant of the second conductivity type is an N-type dopant, the first bipolar transistor Q1 is an npn type and the second to fourth bipolar transistors Q2 to Q2 to Q4) may be a pnp type.
다시 말하면, 상기 제1-1 확산영역(221), 상기 제1-4 확산영역(224), 상기 제2-3 확산영역(223), 및 상기 제1-5 확산영역(225)는 서로 전기적으로 연결되어 애노드 또는 캐소드 단자로 기능하고 상기 제1-3 확산영역(223) 및 상기 제2-1 확산영역(231)은 서로 전기적으로 연결되어 캐소드 또는 애노드 단자로 기능할 수 있다. In other words, the 1-1
상기 상기 제1 도전형의 도펀트가 N 타입 도펀트이고 상기 제2 도전형의 도펀트가 P 타입 도펀트인 경우를 예로 들어, ESD 효과가 설명된다. 기생 PNP 바이폴라 트랜지스터인 상기 제1 바이폴라 트랜지스터(Q1)와 기생 NPN 바이폴라 트랜지스터인 상기 제2 바이폴라 트랜지스터(Q2)가 정궤환(positive feedback) 작용을 통해 ESD 전류를 방전할 할 수 있다. The ESD effect will be described by taking the case in which the dopant of the first conductivity type is an N-type dopant and the dopant of the second conductivity type is a P-type dopant as an example. The first bipolar transistor Q1 as a parasitic PNP bipolar transistor and the second bipolar transistor Q2 as a parasitic NPN bipolar transistor may discharge the ESD current through a positive feedback action.
이 경우, 상기 제1-3 확산영역(223), 상기 제2 베이스 웰(230), 상기 제1 실딩영역(211), 및 제1-4 확산영역(224)을 포함하는 상기 제3 바이폴라 트랜지스터(Q3)가 병렬 형태로 동작할 수 있다. 이 때, ESD 전류는 상기 제1-3 확산영역(223), 상기 제2 베이스 웰(230), 상기 딥 웰(240), 상기 매립영역(210), 상기 제 2 실딩영역(212), 상기 제1-5 확산영역(225)을 거쳐 전도되어 상기 제4 바이폴라 트랜지스터(Q4)가 병렬 형태로 동작할 수 있다. In this case, the third bipolar transistor including the 1-3
이에 따라, ESD 전류는 상기 제1-1 확산영역(221), 상기 P웰(230), 상기 딥 웰(240), 상기 매립영역(210), 상기 제1 및 제2 실딩영역(211, 212) 내의 상기 제1-4 및 제1-5 확산영역(224, 225)를 경유하여 전도된다. Accordingly, the ESD current flows through the 1-1
즉, 도 1에 도시된 정전기 방전 보호용 반도체 소자와 비교하여, 병렬적으로 연결된 NPN 타입 또는 PNP 타입의 상기 제3 및 제4 바이폴라 트랜지스터(Q3, Q4)로 인해 전류구동능력이 향상되어 Second Breakdown Current 지점이 높아지고 Second Breakdown Voltage는 낮아질 수 있다. 이와 같이 낮은 온-저항 특성을 지니며 추가된 병렬 연결된 상기 제3 및 제4 바이폴라 트랜지스터(Q3, Q4)의 베이스(Base)에 해당되는 상기 제2 베이스 웰(230)로 인해 홀딩전압이 높게 유지될 수 있다. That is, compared to the electrostatic discharge protection semiconductor device shown in FIG. 1 , the current driving ability is improved due to the third and fourth bipolar transistors Q3 and Q4 of the NPN type or PNP type connected in parallel, so that the Second Breakdown Current The point can be raised and the Second Breakdown Voltage can be lowered. As such, the holding voltage is maintained high due to the second base well 230 corresponding to the base of the third and fourth bipolar transistors Q3 and Q4 connected in parallel and having a low on-resistance characteristic. can be
역방향 ESD 전류의 경우, 상기 제2 베이스 웰(230), 상기 제1 베이스 웰(220), 및 상기 딥 웰(240)으로 형성된 기생 PN Diode를 통해 방전될 수 있다. In the case of the reverse ESD current, it may be discharged through the parasitic PN diode formed by the second base well 230 , the first base well 220 , and the
즉, 애노드 단자에 ESD 전류가 유입되면 상기 제1 베이스 웰(220)과 상기 딥 웰(240)의 전위가 상승될 수 있다. 이에 따라 브릿지(가교) 역할을 하는 상기 제1-2 확산영역(222)과 상기 제2 베이스 웰(230), 상기 딥 웰 (240)과 상기 제2 베이스 웰(230) 사이에 역방향 바이어스가 인가된다. 역방향 바이어스가 한계 전압을 초과하는 경우 격자 이온화 충돌을 일으키고 전자-정공 쌍이 형성될 수 있다. That is, when an ESD current flows into the anode terminal, potentials of the first base well 220 and the deep well 240 may increase. Accordingly, a reverse bias is applied between the 1-2
이때 한계 전압이 상기 제1 베이스 웰(220)과 상기 제2 베이스 웰(230) 사이, 그리고 상기 딥 웰(240)과 상기 제2 베이스 웰(230)사이 보다, 상기 제1-2 확산영역(222)과 상기 제2 베이스 웰(230)이 훨씬 낮아, 이 영역을 통해 애발란치 breakdown 발생하고, 이때 다량의 전자-전공이 생성되며 다수 캐리어인 정공이 상기 제2 베이스 웰(230)을 경유하여, 상기 제2-1 확산영역(231)으로 이동하면서, 제2 저항(230R)에 의해 상기 제2 베이스 웰(230)의 전위를 상승시켜 상기 제1-3 확산영역(223)과 상기 제2 베이스 웰(230) 접합에 순방향 바이어스가 인가되어 에미터 역할을 하게 된다. At this time, the threshold voltage is higher than that between the first base well 220 and the second base well 230 and between the
이로 인해, 상기 제1-3 확산영역(223), 상기 제2 베이스 웰(230), 상기 제1-1 확산영역(221)으로 이루어진 상기 제2 바이폴라 트랜지스터(Q2)가 동작하고, 상기 제1-3 확산영역(223), 상기 제2 베이스 웰(230), 상기 제1-4 확산영역(224)을 포함하는 상기 제3 바이폴라 트랜지스터(Q3)와 상기 제1-3 확산영역(223), 상기 제2 베이스 웰(230), 제1-5 확산영역(225)으로 이루어진 상기 제4 바이폴라 트랜지스터(Q4)가 동작할 수 있다. 상기 제2 바이폴라 트랜지스터(Q2)는 상기 제1 바이폴라 트랜지스터(Q1)과 정궤환 동작을 통해 ESD 전류를 방전하고, 추가적으로 상기 제3 및 제4 바이폴라 트랜지스터(Q3, Q4)로 구성된 경로를 통해 병렬 형태의 방전이 이루어질 수 있다. 이로 인해, 상기 딥 웰(230), 상기 매립영역(210)을 통한 병렬 상기 제3 및 제4 바이폴라 트랜지스터(Q3, Q4)에 의해 도 1에 도시된 SCR보다 낮은 온-저항 특성을 지니며, 전류 구동능력이 우수할 수 있다.Accordingly, the second bipolar transistor Q2 including the 1-3
또한, 역방향 ESD 전류의 경우 도 1에 도시된 SCR 구조에서도 구현되는 상기 제2 베이스 웰(230)과 상기 제1 베이스 웰(220)로 형성된 기생 PN Diode외에, 추가적으로 상기 제2 베이스 웰(230), 상기 딥 웰(240), 상기 매립영역(210), 상기 제 1 실딩영역(211), 및 상기 제1-4 확산영역(224)으로 형성된 기생 PN Diode, 그리고, 상기 제2 베이스 웰(230), 상기 딥 웰(240), 상기 매립영역(210), 상기 제2 실딩영역(212), 및 상기 제1-5 확산영역(225)으로 형성된 기생 PN Diode를 통해 방전될 수 있다.In addition, in the case of reverse ESD current, in addition to the parasitic PN diode formed by the second base well 230 and the first base well 220 implemented in the SCR structure shown in FIG. 1 , the second base well 230 is additionally , a parasitic PN diode formed of the
본 출원의 실시 예에 따른 상기 정전기 방전 보호용 반도체 소자는, 상기 딥 웰(240), 상기 제1 베이스 웰(220), 및 상기 제2 베이스 웰(230)의 삼중 웰 구조를 포함할 수 있고, 이로 인해, 높은 홀딩전압과 낮은 온저항 및 우수한 감내특성을 가질 수 있다. 상기 정전기 방전 보호용 반도체 소자의 높은 홀딩 전압으로 인한 래치-업(Latch-up) 현상을 미연에 방지하여 내부회로(Internal Circuit)를 효율적으로 보호할 수 있다. 즉, 래치-업 상태가 장시간 유지되는 것이 방지되어 내부 회로에 큰 저류가 흘러 내부회로를 손상시키는 것을 방지할 수 있고, 삼중 웰 구조를 통해 온-저항이 낮아지며, 상기 제2 베이스 웰(230)의 깊이에 대응하는 긴 베이스(base)로 인해 높은 홀딩전압 특성을 가질 수 있다. The semiconductor device for electrostatic discharge protection according to an embodiment of the present application may include a triple well structure of the
또한, 상기 정전기 방전 보호용 반도체 소자의 낮은 온-저항으로 인해 second breakdown 전류는 높고 second breakdown 전압은 낮아 ESD 감내 특성이 향상될 수 있어, 내부회로를 보호하면서 동시에 과도한 ESD 전류를 안정적으로 방전할 수 있다. In addition, due to the low on-resistance of the semiconductor device for electrostatic discharge protection, the second breakdown current is high and the second breakdown voltage is low, so that the ESD tolerance characteristic can be improved, thereby protecting the internal circuit and stably discharging the excessive ESD current .
따라서, 본 출원의 실시 예에 따른 상기 정전기 방전 보호용 반도체 소자는, 일반적인 I/O(Input/Output)를 지니는 IC(Integrated Circuit)와 VLSI에 용이하게 적용될 수 있다. Therefore, the semiconductor device for electrostatic discharge protection according to an embodiment of the present application can be easily applied to an IC (Integrated Circuit) and VLSI having general I/O (Input/Output).
도 4는 본 출원의 제2 실시 예의 변형 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a semiconductor device for electrostatic discharge protection according to a modified example of the second embodiment of the present application.
도 4를 참조하면, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 본 출원의 제2 실시 예의 변형 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자에서, 상기 매립 영역(210), 상기 제1 실딩영역(211), 및 제2 실딩영역(212)이 생략될 수 있다. Referring to FIG. 4 , in the semiconductor device for electrostatic discharge protection according to a modified example of the second embodiment of the present application described with reference to FIGS. 2 and 3 , the buried
이 경우, 상기 제3 바이폴라 트랜지스터(Q3)는 상기 제1-3 확산영역(223), 상기 제2 베이스 웰 (230), 상기 딥 웰(240), 및 상기 제1-4 확산영역(224)을 포함할 수 있고, 상기 제4 바이폴라 트랜지스터(Q4)는 상기 제1-3 확산영역(223), 상기 제2 베이스 웰(230), 상기 딥 웰(24), 및 상기 제1-5 확산영역(225)을 포함할 수 있다. In this case, the third bipolar transistor Q3 includes the 1-3
도 4는 본 출원의 실시 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자의 전기적 특성을 평가한 것이다. 4 is an evaluation of electrical characteristics of a semiconductor device for electrostatic discharge protection according to an embodiment of the present application.
도 5를 참조하면, ESD 전압을 직접 인가하지 않고, TLP(transmission line pulse)를 이용하여 펄스 전압을 조건에 맞게 순차적으로 증가시켜 인가하면서 ESD 보호회로의 한계를 정량적으로 분석하였다. Referring to FIG. 5 , the limitation of the ESD protection circuit was quantitatively analyzed while applying a pulse voltage by using a transmission line pulse (TLP) without directly applying the ESD voltage.
도 5에서 빨간색 표시(New Tech)는 도 2를 참조하여 설명된 정전기 방전 보호용 반도체 소자에 대응되고, 도 4에서 검은색 표시는 도 1을 참조하여 설명된 정전기 방전 보호용 반도체 소자에 대응된다. In FIG. 5 , a red mark (New Tech) corresponds to the electrostatic discharge protection semiconductor device described with reference to FIG. 2 , and a black mark in FIG. 4 corresponds to the electrostatic discharge protection semiconductor device described with reference to FIG. 1 .
도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 본 출원의 실시 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자가 내부 회로(Internal circuit protection region)를 보호하고 있는 것을 확인할 수 있으며, 특히, 도 2를 참조하여 설명된 정전기 방전 보호용 반도체 소자의 경우, 도 1을 참조하여 설명된 것과 비교하여, 내부 회로를 보다 안정적으로 보호하고, 홀딩전압이 동작전압영역(Operation voltage region) 보다 높아, 안정적으로 과도한 ESD전압으로부터 내부 회로를 보호할 수 있음을 알 수 있다. It can be seen that the semiconductor device for electrostatic discharge protection according to the embodiment of the present application described with reference to FIGS. 1 and 2 protects an internal circuit (Internal circuit protection region), and in particular, the static electricity described with reference to FIG. 2 . In the case of a semiconductor device for discharge protection, compared to that described with reference to FIG. 1, the internal circuit is more stably protected, and the holding voltage is higher than the operation voltage region, which stably protects the internal circuit from excessive ESD voltage. know that it can be protected.
도 6은 본 출원의 실시 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자를 레이아웃 평면도이고, 도 7은 본 출원의 실시 예에 따른 정전기 방전 보호용 반도체 소자의 레이아웃 단면도이다. 6 is a layout plan view of a semiconductor device for electrostatic discharge protection according to an embodiment of the present application, and FIG. 7 is a cross-sectional layout view of a semiconductor device for electrostatic discharge protection according to an embodiment of the present application.
도 6 및 도 7을 참조하면, 도 2를 참조하여 설명된 정전기 방전 보호용 반도체 소자의 실제 레이아웃의 평면도 및 단면도로, active layer와 implant layer를 도시하였다. Referring to FIGS. 6 and 7 , it is a plan view and a cross-sectional view of an actual layout of the semiconductor device for electrostatic discharge protection described with reference to FIG. 2 , showing an active layer and an implant layer.
도 6 및 도 7에서 녹색과 연분홍색으로 표시된 것은 N과 P로 도핑된 영역을 표시한 것이고, 노란색으로 표시된 것은 게이트 라인을 표시한 것이고, 점선으로 표시된 것들은 각각 3종류의 Well implant layer(딥 웰(DNWELL), N 웰(NWELL), P 웰(PWELL))를 표시한 것이다.6 and 7, green and light pink indicate regions doped with N and P, yellow indicates gate lines, and dotted lines indicate three types of well implant layers (deep well). (DNWELL), N well (NWELL), P well (PWELL)) are indicated.
도 7에서 A-A' 단면도에서 희미하게 표시된 캐소드는 개별적인 것이 아니고, 평면도에서 2차원적으로 도시된 것과 같이, 전기적으로 연결된 것이다. 또한, 도 2를 참조하여 상술된 바와 같이, 제3 바이폴라 트랜지스터 및 제4 바이폴라 트랜지스터에 의해, 입체적으로 형성된 전류 path에 의해 과도한 ESD 전류가 용이하게 방출할 수 있다.The cathodes shaded in the cross-section A-A' in FIG. 7 are not individual, but are electrically connected, as shown two-dimensionally in a plan view. In addition, as described above with reference to FIG. 2 , an excessive ESD current can be easily discharged by a three-dimensionally formed current path by the third bipolar transistor and the fourth bipolar transistor.
또한, 평면적 관점에서, 상기 제1-1 확산영역, 상기 제1-2 확산영역, 상기 제1-3 확산영역, 상기 제2-1 확산영역, 상기 제2-3 확산영역, 상기 제1 실딩영역, 및 상기 제2 실딩영역은 서로 이격되어 제1 방향으로 나란히 연장하는 것을 확인할 수 있고, 상기 제1 방향에 직각인 상기 제2 방향으로, 상기 제1 실딩영역 및 상기 제2 실딩영역의 폭은, 상기 제1-1 확산영역, 상기 제1-2 확산영역, 상기 제1-3 확산영역, 상기 제2-1 확산영역, 및 상기 제2-3 확산영역의 폭보다 넓은 것을 할 수 있다. In addition, in a plan view, the 1-1 diffusion region, the 1-2 diffusion region, the 1-3 diffusion region, the 2-1 diffusion region, the 2-3 diffusion region, and the first shielding It can be seen that the region and the second shielding region are spaced apart from each other and extend side by side in the first direction, and the width of the first shielding region and the second shielding region in the second direction perpendicular to the first direction may be wider than the widths of the 1-1 diffusion region, the 1-2 diffusion region, the 1-3 diffusion region, the 2-1 diffusion region, and the 2-3 diffusion region. .
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
100: 기판
110: 제1 베이스 웰
120: 제2 베이스 웰
111: 제1-1 확산영역
112: 제1-2 확산영역
113: 제1-3 확산영역
121: 제2-1 확산영역
122: 트랜지스터
123: 제2-3 확산영역
200: 기판
210: 매립영역
211: 제1 실딩영역
212: 제2 실딩영역
220: 제1 베이스 웰
221: 제1-1 확산영역
222: 제1-2 확산영역
223: 제1-3 확산영역
230: 제2 베이스 웰
231: 제2-1 확산영역
232: 트랜지스터
233: 제2-3 확산영역
240: 딥 웰100: substrate
110: first base well
120: second base well
111: 1-1 diffusion region
112: 1-2 diffusion region
113: 1-3 diffusion region
121: 2-1 diffusion region
122: transistor
123: 2-3 diffusion region
200: substrate
210: buried area
211: first shielding area
212: second shielding area
220: first base well
221: 1-1 diffusion region
222: 1-2 diffusion region
223: 1-3 diffusion region
230: second base well
231: 2-1 diffusion region
232: transistor
233: 2-3 diffusion region
240: deep well
Claims (13)
상기 기판 내에 형성된 딥 웰(deep well);
상기 딥 웰 내에 서로 접하도록 형성되고, 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 베이스 웰 및 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 베이스 웰;
상기 제1 베이스 웰 내에 이격되어 형성되고, 상기 제1 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-1 확산영역 및 상기 제2 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2-3 확산영역;
상기 제2 베이스 웰 내에 서로 이격되어 형성되고, 상기 제2 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2-1 확산영역, 및 상기 제1 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-3 확산영역;
상기 제1 베이스 웰 및 상기 제2 베이스 웰의 접합영역에 형성되고 상기 제1 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-2 확산영역;
상기 제1-2 확산영역 및 상기 제1-3 확산영역을 소스 및 드레인으로 사용하는 트랜지스터;
상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 상기 딥 웰의 바닥면 상에 형성되고, 상기 딥 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 매립영역;
상기 딥 웰의 일 측벽 상에 형성되고, 상기 딥 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 실딩영역; 및
상기 딥 웰의 타 측벽 상에 형성되고, 상기 딥 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 실딩영역을 포함하는 정전기 방전 보호용 반도체 소자.
Board;
a deep well formed in the substrate;
a first base well doped with a dopant of a first conductivity type and a second base well doped with a dopant of a second conductivity type formed in contact with each other in the deep well;
A first diffusion region formed to be spaced apart in the first base well and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than the first base well, and the second conductivity having a higher concentration than the second base well a second-third diffusion region doped with a type dopant;
a 2-1 diffusion region formed to be spaced apart from each other in the second base well and doped with a dopant of the second conductivity type having a higher concentration than the second base well, and a second diffusion region having a higher concentration than the first base well 1-3 diffusion regions doped with a first conductivity type dopant;
a 1-2 diffusion region formed in a junction region between the first base well and the second base well and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than that of the first base well;
a transistor using the 1-2 diffusion region and the 1-3 diffusion region as sources and drains;
a buried region formed on a bottom surface of the deep well doped with the dopant of the first conductivity type and doped with the dopant of the first conductivity type having a higher concentration than that of the deep well;
a first shielding region formed on one sidewall of the deep well and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than that of the deep well; and
and a second shielding region formed on the other sidewall of the deep well and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than that of the deep well.
상기 제1 실딩영역 내에 형성되고, 상기 제1 실딩영역보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-4 확산영역; 및
상기 제2 실딩영역 내에 형성되고, 상기 제2 실딩영역보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-5 확산영역을 더 포함하는 정전기 방전 보호용 반도체 소자.
The method of claim 1,
a first to fourth diffusion region formed in the first shielding region and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than that of the first shielding region; and
and 1-5 diffusion regions formed in the second shielding region and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than that of the second shielding region.
상기 제1-1 확산영역, 상기 제1-4 확산영역, 상기 제1-5 확산영역, 및 상기 제2-3 확산영역이 애노드에 연결되는 것을 포함하는 정전기 방전 보호용 반도체 소자.
4. The method of claim 3,
and wherein the 1-1 diffusion region, the 1-4 diffusion region, the 1-5 diffusion region, and the 2-3 diffusion region are connected to an anode.
상기 제1-3 확산영역 및 제2-1 확산영역이 캐소드에 연결되는 것을 포함하는 정전기 방전 보호용 반도체 소자.
4. The method of claim 3,
and wherein the 1-3 diffusion region and the 2-1 diffusion region are connected to a cathode.
상기 제1-3 확산영역, 상기 제2 베이스 웰, 상기 매립영역, 상기 제1 실딩영역, 및 상기 제1-4 확산영역을 포함하는 제3 바이폴라 트랜지스터가 정의되고,
상기 제1-3 확산영역, 상기 제2 베이스 웰, 상기 제2 실딩영역, 및 상기 제1-5 확산영역을 포함하는 제4 바이폴라 트랜지스터가 정의되는 것을 포함하는 정전기 방전 보호용 반도체 소자.
4. The method of claim 3,
a third bipolar transistor including the 1-3 diffusion region, the second base well, the buried region, the first shielding region, and the 1-4 diffusion region is defined;
and defining a fourth bipolar transistor including the 1-3 diffusion region, the second base well, the second shielding region, and the 1-5 diffusion region.
상기 제3 바이폴라 트랜지스터 및 상기 제4 바이폴라 트랜지스터는 병렬 연결되어 홀딩전압이 상승하는 것을 포함하는 정전기 방전 보호용 반도체 소자.
7. The method of claim 6,
and the third bipolar transistor and the fourth bipolar transistor are connected in parallel to increase a holding voltage.
상기 매립영역 및 상기 제2 베이스 웰 사이, 그리고 상기 매립영역 및 상기 제1 베이스 웰 사이에, 상기 딥 웰의 일부분이 제공되는 것을 포함하는 정전기 방전 보호용 반도체 소자.
The method of claim 1,
and a portion of the deep well is provided between the buried region and the second base well and between the buried region and the first base well.
상기 제1 실딩영역 및 상기 제1 베이스 웰 사이, 그리고 상기 제2 실딩영역 및 상기 제2 베이스 웰 사이에, 상기 딥 웰의 일부분이 제공되는 것을 포함하는 정전기 방전 보호용 반도체 소자.
The method of claim 1,
and a portion of the deep well is provided between the first shielding region and the first base well and between the second shielding region and the second base well.
상기 트랜지스터는,
상기 제1-2 확산영역 및 상기 제1-3 확산영역 사이의 상기 제2 베이스 웰 상의 게이트 절연막; 및
상기 게이트 절연막 상의 게이트 전극을 포함하는 정전기 방전 보호용 반도체 소자.
The method of claim 1,
The transistor is
a gate insulating layer on the second base well between the 1-2 diffusion region and the 1-3 diffusion region; and
A semiconductor device for electrostatic discharge protection including a gate electrode on the gate insulating layer.
상기 기판 내에 형성된 딥 웰(deep well);
상기 딥 웰 내에 서로 접하도록 형성되고, 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 베이스 웰 및 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 베이스 웰;
상기 제1 베이스 웰 내에 이격되어 형성되고, 상기 제1 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-1 확산영역 및 상기 제2 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2-3 확산영역;
상기 제2 베이스 웰 내에 서로 이격되어 형성되고, 상기 제2 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2-1 확산영역, 및 상기 제1 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-3 확산영역;
상기 제1 베이스 웰 및 상기 제2 베이스 웰의 접합영역에 형성되고 상기 제1 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-2 확산영역;
상기 제1-2 확산영역 및 상기 제1-3 확산영역을 소스 및 드레인으로 사용하는 트랜지스터; 및
상기 딥 웰의 일 측벽 상에 형성되고, 상기 딥 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 실딩영역을 포함하는 정전기 방전 보호용 반도체 소자.
Board;
a deep well formed in the substrate;
a first base well doped with a dopant of a first conductivity type and a second base well doped with a dopant of a second conductivity type formed in contact with each other in the deep well;
A first diffusion region formed to be spaced apart in the first base well and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than the first base well, and the second conductivity having a higher concentration than the second base well a second-third diffusion region doped with a type dopant;
a 2-1 diffusion region formed to be spaced apart from each other in the second base well and doped with a dopant of the second conductivity type having a higher concentration than the second base well, and a second diffusion region having a higher concentration than the first base well 1-3 diffusion regions doped with a first conductivity type dopant;
a 1-2 diffusion region formed in a junction region between the first base well and the second base well and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than that of the first base well;
a transistor using the 1-2 diffusion region and the 1-3 diffusion region as sources and drains; and
and a first shielding region formed on one sidewall of the deep well and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than that of the deep well.
상기 기판 내에 형성된 딥 웰(deep well);
상기 딥 웰 내에 서로 접하도록 형성되고, 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 베이스 웰 및 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 베이스 웰;
상기 제1 베이스 웰 내에 이격되어 형성되고, 상기 제1 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-1 확산영역 및 상기 제2 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2-3 확산영역;
상기 제2 베이스 웰 내에 서로 이격되어 형성되고, 상기 제2 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2-1 확산영역, 및 상기 제1 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-3 확산영역;
상기 제1 베이스 웰 및 상기 제2 베이스 웰의 접합영역에 형성되고 상기 제1 베이스 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1-2 확산영역;
상기 제1-2 확산영역 및 상기 제1-3 확산영역을 소스 및 드레인으로 사용하는 트랜지스터; 및
상기 딥 웰의 일 측벽 상에 형성되고, 상기 딥 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 실딩영역을 포함하는 정전기 방전 보호용 반도체 소자.
Board;
a deep well formed in the substrate;
a first base well doped with a dopant of a first conductivity type and a second base well doped with a dopant of a second conductivity type formed in contact with each other in the deep well;
A first diffusion region formed to be spaced apart in the first base well and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than the first base well, and the second conductivity having a higher concentration than the second base well a second-third diffusion region doped with a type dopant;
a 2-1 diffusion region formed to be spaced apart from each other in the second base well and doped with a dopant of the second conductivity type having a higher concentration than the second base well, and a second diffusion region having a higher concentration than the first base well 1-3 diffusion regions doped with a first conductivity type dopant;
a 1-2 diffusion region formed in a junction region between the first base well and the second base well and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than that of the first base well;
a transistor using the 1-2 diffusion region and the 1-3 diffusion region as sources and drains; and
and a first shielding region formed on one sidewall of the deep well and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than that of the deep well.
상기 딥 웰의 타 측벽 상에 형성되고, 상기 딥 웰보다 높은 농도의 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 실딩영역을 더 포함하는 정전기 방전 보호용 반도체 소자.
13. The method of claim 12,
and a second shielding region formed on the other sidewall of the deep well and doped with a dopant of the first conductivity type having a higher concentration than that of the deep well.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09293881A (en) * | 1996-04-23 | 1997-11-11 | Kaho Denshi Kofun Yugenkoshi | Manufacture of electrostatic discharge protective circuit |
KR20010001883A (en) * | 1999-06-09 | 2001-01-05 | 윤종용 | Electro-static discharge protecting circuit having silicon controlled rectifier |
JP2001291836A (en) * | 2000-04-11 | 2001-10-19 | Seiko Epson Corp | Semiconductor device for protection against static electricity |
US20020109190A1 (en) * | 2001-02-09 | 2002-08-15 | United Microelectronics Corp. | Method for forming a lateral SCR device for on-chip ESD protection in shallow-trench-isolation CMOS process |
KR20060067100A (en) * | 2004-12-14 | 2006-06-19 | 한국전자통신연구원 | Electro-static discharge protection circuit using silicon controlled rectifier |
KR20100074406A (en) * | 2008-12-24 | 2010-07-02 | 주식회사 동부하이텍 | Apparatus of protecting semiconductor device from the electro static discharge, and method for manufactruing the same |
KR20100079083A (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-08 | 주식회사 동부하이텍 | Device of protecting semiconductor device from the electro static discharge, and method for manufactruing the device |
-
2022
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09293881A (en) * | 1996-04-23 | 1997-11-11 | Kaho Denshi Kofun Yugenkoshi | Manufacture of electrostatic discharge protective circuit |
KR20010001883A (en) * | 1999-06-09 | 2001-01-05 | 윤종용 | Electro-static discharge protecting circuit having silicon controlled rectifier |
JP2001291836A (en) * | 2000-04-11 | 2001-10-19 | Seiko Epson Corp | Semiconductor device for protection against static electricity |
US20020109190A1 (en) * | 2001-02-09 | 2002-08-15 | United Microelectronics Corp. | Method for forming a lateral SCR device for on-chip ESD protection in shallow-trench-isolation CMOS process |
KR20060067100A (en) * | 2004-12-14 | 2006-06-19 | 한국전자통신연구원 | Electro-static discharge protection circuit using silicon controlled rectifier |
KR20100074406A (en) * | 2008-12-24 | 2010-07-02 | 주식회사 동부하이텍 | Apparatus of protecting semiconductor device from the electro static discharge, and method for manufactruing the same |
KR20100079083A (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-08 | 주식회사 동부하이텍 | Device of protecting semiconductor device from the electro static discharge, and method for manufactruing the device |
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