KR20040023477A - Electrostatic discharge protection silicon controlled rectifier(esd-scr) for silicon germanium technologies - Google Patents

Electrostatic discharge protection silicon controlled rectifier(esd-scr) for silicon germanium technologies Download PDF

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KR20040023477A
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코르넬리우스크리스챤 루쓰
마르쿠스파울요제프 메르겐스
존 아머
필립크제슬로 조즈위악
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사르노프 코포레이션
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Abstract

PURPOSE: An electrostatic discharge protection silicon controlled rectifier(ESD-SCR) for silicon germanium technologies is provided to protect effectively an IC by using an ESD device having an SCR. CONSTITUTION: An ESD protection device has an SCR for protecting circuitry of an IC. The SCR includes a N-doped layer(208) disposed over a substrate(203) and a first P doped region(214) disposed over the N-doped layer. At least one first N+ doped region(216) forming a cathode is disposed over the P-doped region and coupled to ground. The at least one first N+ doped region, first P-doped region, and N-doped layer form a vertical NPN transistor of the SCR. A second P doped region forming an anode is coupled to a protected pad. The second P doped region is disposed over the N-doped layer, and is laterally positioned and electrically isolated with respect to the first P doped region. The second P doped region, N-doped layer, and first P doped region form a lateral PNP transistor of the SCR.

Description

실리콘 게르마늄 기술용 정전 방전 보호 실리콘 제어 정류기(ESD-SCR){ELECTROSTATIC DISCHARGE PROTECTION SILICON CONTROLLED RECTIFIER(ESD-SCR) FOR SILICON GERMANIUM TECHNOLOGIES}Electrostatic Discharge Protection Silicon Control Rectifiers (ESD-SCR) for Silicon Germanium Technology {ESC-STATIC DISCHARGE PROTECTION SILICON CONTROLLED RECTIFIER (ESD-SCR) FOR SILICON GERMANIUM TECHNOLOGIES}

본 출원은 2001. 9. 11. 출원된 미국 가출원 번호 60/318,550호 및, 2002. 9. 10. 출원된 미국 출원번호 10/238,699호에 기재된 발명의 이점을 청구하고 있으며, 이들의 내용은 여기에 참조로서 병합된다.This application claims the benefit of the invention described in US Provisional Application No. 60 / 318,550, filed Sept. 11, 2001, and US Application No. 10 / 238,699, Sept. 10, 2002, the contents of which are herein incorporated by reference. Are incorporated by reference.

본 발명은, 일반적으로 정전 방전(ESD) 보호 회로 분야에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 ESD 보호 회로에 유용한 실리콘 제어 정류기(SCR)구조에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to the field of electrostatic discharge (ESD) protection circuits, and more particularly to silicon controlled rectifier (SCR) structures useful for ESD protection circuits.

현재 이동전화 및 그외 무선 장치 등과 같은 고주파 신호를 이용하는 기술은 집적 회로(IC)에 실리콘 게르마늄(SiGe)을 결합시키고 있다. 실리콘 게르마늄 기술은 칩제조자들에게 트랜지스터 속도 등과 같은 아날로그/RF 설계요구를 만족시키는 능력을 부여하는 한편, 높은 트랜지스터 전류 게인을 유지한다. 실리콘층(N-에피택셜층) 상으로의 SiGe 층의 도입은 그 사이에 이형접합(HETEORJUNCTION)을 형성한다. 따라서, 이형접합 바이폴라 트랜지스터(HBT)는 칩상에 기능성 회로, 즉 상보형 금속 산화물 반도체(CMOS) 회로와 함께 형성되어 집적될 수 있다. 즉, HBT는 기능성 RF 회로로서 이용되며, 여기서 SiGe층은 RF 애플리케이션에 이용될 수 있는, 고속 트랜지스터의 제조를 가능하게 한다.Currently, technologies using high frequency signals such as mobile phones and other wireless devices are incorporating silicon germanium (SiGe) into integrated circuits (ICs). Silicon germanium technology gives chipmakers the ability to meet analog / RF design requirements, such as transistor speed, while maintaining high transistor current gain. The introduction of the SiGe layer onto the silicon layer (N-epitaxial layer) forms a HETEORJUNCTION therebetween. Thus, a heterojunction bipolar transistor (HBT) can be formed and integrated with a functional circuit, ie, a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) circuit, on a chip. That is, HBT is used as a functional RF circuit, where the SiGe layer enables the fabrication of high speed transistors that can be used in RF applications.

SiGe HBT 트랜지스터를 가지는 IC와 같은 반도체 장치는 ESD 발생과 접함으로써 생길 수 있는 고전압에 민감하다. 이상과 같이, 정전 방전(ESD)보호 회로는 집적 회로에 필수적이다. ESD 발생은 보통 고전압 전위(통상적으로 몇 킬로볼트)의 방전으로부터 유발되며, 짧은 지속기간(통상적으로 100ns)의 고전류(몇 암페어) 펄스의 원인이 된다.Semiconductor devices, such as ICs with SiGe HBT transistors, are sensitive to the high voltages that can be encountered by contacting ESD generation. As described above, an electrostatic discharge (ESD) protection circuit is essential for an integrated circuit. ESD generation usually results from discharge of high voltage potentials (typically a few kilovolts) and causes short duration (typically 100 ns) high current (few amperes) pulses.

최근의 연구는 기능성 이형접합 바이폴라 트랜지스터가 또한 몇가지 고유한 ESD 보호 성능을 가진다는 것을 밝혀냈다. 예컨대, 한 간행물에서는, 어떠한 추가적인 ESD 보호회로없이, 기능성 HBT가 두개의 트랜지스터 단자(예컨대, 베이스-콜렉터, 베이스-에미터 등) 사이에서와 같이 측정가능한 고유의 ESD 보호 특성을 갖는 것을 발견했다는 것을 개시하고 있다. 하나의 이러한 연구의 상세한 이해를 위하여, 볼드만 등에 의한 "에피택셜-베이스 실리콘-게르마늄 이형접합 바이폴라 트랜지스터의 정전 방전 특성화"(전기적 오버스트레스/정전 방전 심포지움 진행 2000, EOS-22, pp.239-250, IEEE Catalog No. 00TH8476, ISBN-1-58537-018-5)라는 제목의 간행물을 참조한다.Recent studies have shown that functional heterojunction bipolar transistors also have some inherent ESD protection. For example, one publication found that without any additional ESD protection circuitry, a functional HBT has inherent ESD protection properties that are measurable, such as between two transistor terminals (eg, base-collector, base-emitter, etc.). It is starting. For a more detailed understanding of one such study, see "Electrostatic Discharge Characterization of Epitaxial-Base Silicon-Germanium Heterojunction Bipolar Transistors" by Electrical Overstress / Electrostatic Discharge Symposium 2000, EOS-22, pp.239- 250, IEEE Catalog No. 00TH8476, ISBN-1-58537-018-5).

그러나, 기능성 이형접합 바이폴라 트랜지스터의 고유의 ESD 보호 성능은 제한적이어서, 기능회로에 대한 ESD 보호(전압 클램핑 및 전류 성능)가 적절하게 제공되지 않을 수 있다. 예컨대, 에미터-베이스 접합은 파괴적인 고장이 발생할 때까지 매우 제한된 ESD 전류만을 조정할 수 있다. 하나의 이유는 ESD 스트레스 전류가 베이스 콘택으로부터 활성 베이스 에미터 접합까지 흘러야 한다는 것이다. 따라서, 전류는 베이스 콘택을 활성 트랜지스터 영역에 연결하는 SiGe의 극히 얇은 층(예컨대, 50nm)내에서 흐를 것이다. 이것은 장치 단자에서의 상당한 전압 증강 뿐만 아니라 초기 고장의 원인이 되며, 그것은 예컨대 HBT의 베이스가 입력 단자에 연결되어 있는 한편 에미터는 접지되어 있는 보호 RF 수신기 입력의 임의의 ESD 애플리케이션에 있어서 장치를 비실용적으로 만든다.However, the inherent ESD protection of functional heterojunction bipolar transistors is limited, so that ESD protection (voltage clamping and current performance) for the functional circuit may not be adequately provided. For example, the emitter-base junction can only adjust very limited ESD current until a disruptive failure occurs. One reason is that ESD stress current must flow from the base contact to the active base emitter junction. Thus, the current will flow in an extremely thin layer of SiGe (eg, 50 nm) connecting the base contact to the active transistor region. This not only causes significant voltage buildup at the device terminals, but also causes an initial failure, which improperly impairs the device in any ESD application of a protected RF receiver input where the base of the HBT is connected to the input terminal while the emitter is grounded. Make.

또한, 이와 같은 저전류 ESD 실패에 대한 부가적인 이유는 실제 RF트랜지스터 레이아웃에 있어서 필수로 되는 길고 좁은 베이스 다결정 실리콘 접속때문일 수 있다. 이들 베이스 다결정 실리콘 접속을 따라서, 저항이 증가하는 한편, ESD 동안 전압이 강하하는데, 그것은 허용되지 않는다. 따라서, 당해 기술 분야에서는 실리콘-게르마늄 기술을 이용하는 반도체 기술에 있어서 개선된 ESD 보호 장치에 대한 필요성이 있다.In addition, an additional reason for this low current ESD failure may be due to the long and narrow base polycrystalline silicon connection that is essential for the actual RF transistor layout. Along these base polycrystalline silicon connections, the resistance increases, while the voltage drops during ESD, which is not allowed. Accordingly, there is a need in the art for an improved ESD protection device in semiconductor technology using silicon-germanium technology.

종래 기술과 관련된 지금까지의 불리한 점은, 집적회로(IC)의 보호회로용의 실리콘 제어 정류기(SCR)를 가지는 정전 방전(ESD) 보호 장치인 본 발명에 의해 극복된다. SCR은 수직 NPN 트랜지스터 및 수평 PNP 트랜지스터를 포함한다.The disadvantages thus far associated with the prior art are overcome by the present invention, which is an electrostatic discharge (ESD) protection device having a silicon controlled rectifier (SCR) for the protection circuit of an integrated circuit (IC). SCRs include vertical NPN transistors and horizontal PNP transistors.

하나의 실시예에서, N-도핑(예컨대, 저도핑 또는 N-에피택셜)층이 기판상에배치되고, 제1 P 도핑영역은 N-에피택셜층 상에 배치된다. 제1 N+ 도핑 영역은 P- 도핑영역상에 배치되어 접지에 결합된다. 제1 N+ 도핑 영역, 제1 P- 도핑영역 및 N- 에피택셜층은 SCR의 수직 NPN 트랜지스터를 형성하고, 여기서 제1 N+ 도핑 영역은 SCR의 캐소드를 형성한다.In one embodiment, an N-doped (eg, low doped or N-epitaxial) layer is disposed on the substrate and the first P doped region is disposed on the N-epitaxial layer. The first N + doped region is disposed on the P− doped region and coupled to ground. The first N + doped region, the first P− doped region and the N− epitaxial layer form a vertical NPN transistor of the SCR, where the first N + doped region forms a cathode of the SCR.

제2 P 도핑영역은 보호 패드에 결합된다. 제2 P 도핑 영역은 SCR의 애노드를 형성하고, N- 에피택셜층 상에 배치되어 있고 제1 P 도핑영역에 대하여 수평으로 위치되고 제1 P도핑영역으로부터 전기적으로 절연되어 있다. 제2 P 도핑영역, N-에피택셜층 및 제1 P 도핑영역은 SCR의 수평 PNP트랜지스터를 형성한다. 트리거 장치는 SCR의 게이트에 결합될 수 있다. 예컨대, 외부 온-칩 트리거 장치는 SCR의 게이트에 결합될 수 있으며, 상기 트리거 장치는 동일한 IC 상에 존재하지만, 트리거 장치는 SCR과 어떠한 구성소자도 공유하지 않는다. 선택적으로, 집적된 트리거 장치는 SCR의 게이트에 결합될 수 있으며, 상기 트리거 장치는 적어도 하나의 구성소자를 SCR과 공유할 뿐만 아니라 동일한 IC 상에 존재한다.The second P doped region is coupled to the protective pad. The second P doped region forms an anode of the SCR, is disposed on the N-epitaxial layer, is positioned horizontally with respect to the first P doped region, and is electrically insulated from the first P doped region. The second P doped region, the N-epitaxial layer and the first P doped region form a horizontal PNP transistor of the SCR. The trigger device may be coupled to the gate of the SCR. For example, an external on-chip trigger device may be coupled to the gate of the SCR, which is on the same IC, but the trigger device does not share any components with the SCR. Optionally, an integrated trigger device may be coupled to the gate of the SCR, which not only shares at least one component with the SCR but also resides on the same IC.

하나의 실시예에서, 제1 P- 도핑 영역은 실리콘-게르마늄(SiGe) 격자로 제조된다. 이상과 같이, 수직 NPN 트랜지스터는 이형접합 바이폴라 트랜지스터(HBT)이며, 베이스(SiGe 층) 와 콜렉터(N-에피택셜 Si) 사이에 낮은 접합 용량을 가진다. 본 발명의 수직 HBT를 결합한 SCR은 무선 장치의 회로와 같은 고주파 애플리케이션하에서 회로 동작을 보호하기에 적합하다.In one embodiment, the first P-doped region is made of a silicon-germanium (SiGe) lattice. As described above, the vertical NPN transistor is a heterojunction bipolar transistor (HBT) and has a low junction capacitance between the base (SiGe layer) and the collector (N-epitaxial Si). The SCR incorporating the vertical HBT of the present invention is suitable for protecting circuit operation under high frequency applications such as circuits in wireless devices.

도 1a 및 1b는 본 발명의 SCR ESD 보호 장치의 개략적인 실시예를 도시한다.1A and 1B show a schematic embodiment of the SCR ESD protection device of the present invention.

도 2는 도 1a 및 1b의 SCR ESD 보호 장치의 제 1 실시예의 횡단면도를 도시한다.2 shows a cross-sectional view of a first embodiment of the SCR ESD protection device of FIGS. 1A and 1B.

도 3은 도 1a 및 1b의 SCR ESD 보호 장치의 제 2 실시예의 평면도를 도시한다.3 shows a top view of a second embodiment of the SCR ESD protection device of FIGS. 1A and 1B.

도 4는 도 1a 및 1b의 SCR ESD 보호 장치의 제 3 실시예의 횡단면도를 도시한다.4 shows a cross-sectional view of a third embodiment of the SCR ESD protection device of FIGS. 1A and 1B.

도 5a 및 5b는 본 발명의 제 1 실시예의 트리거 장치의 횡단면도를 도시한다.5A and 5B show a cross-sectional view of the triggering device of the first embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 트리거 장치의 제 2 실시예의 횡단면도를 도시한다.Figure 6 shows a cross sectional view of a second embodiment of a triggering device of the present invention.

도 7은 본 발명의 트리거 장치의 제 3 실시예의 횡단면도를 도시한다.7 shows a cross sectional view of a third embodiment of a trigger device of the invention.

도 8a-8c는 도 6과 7에 도시된 트리거 장치의 개략적인 실시예를 도시한다.8A-8C show schematic embodiments of the trigger device shown in FIGS. 6 and 7.

도 9는 션트 다이오드에 연결된 도 1b의 SCR ESD 보호 장치의 개략도를 도시한다.9 shows a schematic diagram of the SCR ESD protection device of FIG. 1B coupled to a shunt diode.

*도면의 주요 부분에 대한 설명** Description of the main parts of the drawings *

100: 집적회로102: ESD 보호 장치100: integrated circuit 102: ESD protection device

103: SCR122: 애노드103: SCR122: anode

124: 캐소드142: 저항124: cathode 142: resistance

205: N형 매립층250: 내부 레벨 유전체(ILD)205: N type buried layer 250: internal level dielectric (ILD)

514: P 도핑 영역532: 캐소드 단자514: P doped region 532: cathode terminal

602: N+ 에미터 영역624: 절연층602: N + emitter region 624: insulating layer

이해를 용이하게 하기 위하여, 도면에 공통되는 동일한 소자를 나타내기 위하여 동일한 참조 번호가 사용되었다.For ease of understanding, like reference numerals have been used to designate like elements common to the figures.

이하에 상술되는 공정 단계와 구조물은 집적회로(IC)를 제조하기 위한 완전한 공정을 형성하지 않는다. 본 발명은 업계에서 최근 사용된 집적 회로 제조 기술과 관련하여 실행될 수 있기 때문에, 일반적으로 실행된 공정 단계의 일부는 본 발명의 이해를 돕는데 필요한 만큼 포함된다. 제조 동안에, IC 일부의 횡단면과 레이아웃을 나타내는 도면은 일정 비율로 그려지지 않았으며, 본 발명의 다양한 특징을 나타내기 위하여 그려졌다. 더욱이, 도면은 집적회로의 P 및 N형 도핑된 영역과 관련된 회로(예를 들면, SCR 회로)의 개략도를 포함한다.The process steps and structures detailed below do not form a complete process for manufacturing an integrated circuit (IC). Since the present invention may be practiced in conjunction with integrated circuit fabrication techniques currently used in the industry, some of the process steps that are generally carried out are included as necessary to aid the understanding of the present invention. During fabrication, drawings showing the cross section and layout of a portion of the IC are not drawn to scale, but to illustrate various features of the invention. Moreover, the figure includes a schematic diagram of a circuit (eg, an SCR circuit) associated with P and N type doped regions of an integrated circuit.

도 1a와 1b는 본 발명의 SCR ESD 보호 장치(102)의 개략적인 실시예를 도시한다. 개략도 a 및 b의 실시예 각각은 보호된 회로(기능 회로)(101) 및 상기 보호된 회로(101)의 패드(104)에 결합된 SCR ESD 보호 장치(102)를 갖는 집적 회로(IC)(100)의 일부를 개시한다. 단일 패드(104)와 SCR ESD 보호 장치(102)는 개략도에 도시되었지만, 당업자는 필요할 경우, 부가적인 ESD 보호 장치(102)가 IC(100)의 기능 회로(101)를 위한 다른 패드(예를 들면, I/O 패드)에 결합될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.1A and 1B show a schematic embodiment of the SCR ESD protection device 102 of the present invention. Each of the embodiments of schematics a and b has an integrated circuit (IC) having a protected circuit (functional circuit) 101 and an SCR ESD protection device 102 coupled to the pad 104 of the protected circuit 101 ( A part of 100) is disclosed. Although the single pad 104 and the SCR ESD protection device 102 are shown in the schematic diagram, those skilled in the art will appreciate that additional ESD protection device 102 may be provided for other pads (e.g., for the functional circuit 101 of the IC 100) if necessary. For example, an I / O pad).

ESD 보호 장치(102)는 패드(104)와 접지(112)사이에 결합된 SCR(103)을 포함하며, 상기 SCR(103)은 외부 온-칩 트리거링 장치(105)에 결합되어 있다. 트리거링 장치(105)와 SCR(103)은 함께 집적 회로(IC)(100)의 회로(즉, 기능 회로)(101)를 위한 정전 방전 보호 장치(102)로서 작용한다. 특히, 상기 트리거링 장치(105)와 결합된 SCR(103)은 IC 회로(101)의 패드(104)에서 일어나는 정전 방전(ESD)으로부터 IC 회로(101)를 보호한다. 턴 온되었을 때, SCR(103)은 패드(104)로부터, SCR(103)의 애노드(122)와 캐소드(124)를 통하여, 접지(112)로 임의의 ESD 전류를 흐르도록 하는 션트로서 기능한다. 그러한 과전압 ESD 상태를 신속하게 분산시키기 위하여, 트리거 장치(105)는 턴온, 즉, SCR을 "트리거"한다.ESD protection device 102 includes an SCR 103 coupled between pad 104 and ground 112, which is coupled to an external on-chip triggering device 105. The triggering device 105 and the SCR 103 together act as a static discharge protection device 102 for the circuit (ie, functional circuit) 101 of the integrated circuit (IC) 100. In particular, the SCR 103 coupled with the triggering device 105 protects the IC circuit 101 from electrostatic discharge (ESD) that occurs at the pad 104 of the IC circuit 101. When turned on, SCR 103 functions as a shunt to allow any ESD current to flow from pad 104 to ground 112 through anode 122 and cathode 124 of SCR 103. . To quickly dissipate such overvoltage ESD conditions, the trigger device 105 "turns on", i.e., triggers the SCR.

SCR(103), 패드(104), 접지(112) 및 보호된 회로(101)의 구성은 도 1a와 1b에 도시된 실시예 둘 다 동일하다. SCR(103)에 트리거링 장치(105)의 결합만이 도 1a 와 1b 개략도 사이의 차이점이다.The configuration of the SCR 103, the pad 104, the ground 112, and the protected circuit 101 are the same for both the embodiments shown in FIGS. 1A and 1B. Only the coupling of the triggering device 105 to the SCR 103 is the difference between the schematics of FIGS. 1A and 1B.

도 1a의 예시적인 개략도를 참조하면, SCR 보호장치(102)는 PNP 트랜지스터 QP(132)와 NPN 트랜지스터 QN(131)을 포함한다. 특히, SCR(103)의 애노드(122)는 패드에 연결되며, 선택적으로 저항 RN(142)의 제 1 측부에 연결된다. 저항 RN(142)은 저전류에서 기대되지 않은 트리거링을 억제하는데 사용된다. 부가적으로, 애노드(122)는 션트 저항 RN(142)에 병렬인 PNP 트랜지스터 QP(132)의 에미터(108)에 연결된다. 선택적으로, 많은 직렬 다이오드 DS(미도시)가 PNP 트랜지스터 QP(132)의 에미터(108)와 애노드(122) 사이에 연결될 수 있다. 직렬로 연결된 다이오드 DS(통상적으로 1-4 다이오드)는 래치-업 스펙을 만족시키기 위해 필요할 수 있는 SCR(103)의 유지 전압을 증가시키기 위해 선택적으로 제공된다.Referring to the exemplary schematic diagram of FIG. 1A, the SCR protection device 102 includes a PNP transistor QP 132 and an NPN transistor QN 131. In particular, the anode 122 of the SCR 103 is connected to the pad and optionally to the first side of the resistor R N 142. Resistor R N 142 is used to suppress unexpected triggering at low currents. Additionally, anode 122 is connected to emitter 108 of PNP transistor QP 132 that is parallel to shunt resistor R N 142. Optionally, many series diodes D S (not shown) may be connected between emitter 108 and anode 122 of PNP transistor QP 132. Diodes D S (typically 1-4 diodes) connected in series are optionally provided to increase the holding voltage of the SCR 103 which may be needed to meet the latch-up specification.

제 1 노드(134)는 PNP 트랜지스터 QP(132)의 베이스, 저항 RN(142)의 다른 측부 및 NPN 트랜지스터 QN(131)의 콜렉터를 포함한다. 부가적으로, PNP 트랜지스터 QP(132)의 콜렉터는 NPN 트랜지스터 QN(131)의 베이스와 저항 RP(141)의 일 측부에 연결되며, 제 2 노드(136)를 형성한다. 저항 RP(141)의 다른 측부는 접지(112)에 연결된 제 3 노드(124)에 연결된다. 저항 RP(141)는 누설 전류와 같은 저전류에서 기대되지 않은 트리거링을 억제하기 위하여 사용된다. 더욱이, NPN 트랜지스터 QN(131)의 에미터는 접지된 제 3노드(124)에 연결되며, SCR(103)의 캐소드로서 기능한다.The first node 134 includes the base of the PNP transistor QP 132, the other side of the resistor R N 142 and the collector of the NPN transistor QN 131. In addition, the collector of the PNP transistor QP 132 is connected to the base of the NPN transistor QN 131 and one side of the resistor R P 141 and forms a second node 136. The other side of the resistor R P (141) is coupled to the third node 124 is coupled to ground 112. The Resistor R P 141 is used to suppress unexpected triggering at low currents such as leakage currents. Moreover, the emitter of NPN transistor QN 131 is connected to grounded third node 124 and functions as the cathode of SCR 103.

당업자는 저항(141, 142)이 접지(112)의 전체 저항을 제어할 수 있으며, SCR(103)의 트리거링 및 유지 전류를 제어할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 더욱이, 트리거 장치(105)로부터의 임의의 누설 전류는 저항(141)을 통하여 경로를 거쳐 접지(112)에 연결된다.Those skilled in the art will appreciate that resistors 141 and 142 may control the overall resistance of ground 112 and may control the triggering and holding current of SCR 103. Moreover, any leakage current from trigger device 105 is connected to ground 112 via a path through resistor 141.

도 1a의 개략도 내의 트리거링 장치(105)는 제 1 노드(134)와 접지(112) 사이에 연결된 외부 온-칩 트릭 장치(105)이다. 특히, 트리거 장치(105)는 SCR(103)의 제 2 게이트(G2)로서 일반적으로 명명되는 PNP 트랜지스터 QP(132)의 베이스에 연결된다. 도 1b에 도시된 다른 실시예에서, 트리거링 장치(105)는 패드(104)와 제 2 노드(136) 사이에 연결된다. 특히, 트리거 장치(105)는 SCR(103)의 제 1 게이트(G1)로서 일반적으로 명명되는 NPN 트랜지스터 QN(131)의 베이스에 연결된다. 실시예에서, 트리거 장치(105)는 SCR(103)의 구조 성분이 집적된 임의의 구조적 성분을 갖지 않기 때문에, 트리거 장치(105)는 SCR(103)의 "외부"로서 고려된다. 본 발명의 다른 면은 도 5-9에 대하여 논의되는 바와 같이, HBT 구조를 사용하여 외부온-칩 트리거링 다이오드의 다양한 실시예를 통하여 SCR 트리거링을 제공한다. SCR의 트리거링은 도 2에서 도시되는 바와 같이, N-에피택셜 층과 제 1 p-도핑된(p-베이스)영역 사이에 형성된 접합의 브레이크다운과 같은 내부 트리거 메커니즘을 사용함으로써 가능하기도 하다.The triggering device 105 in the schematic diagram of FIG. 1A is an external on-chip trick device 105 connected between the first node 134 and ground 112. In particular, the trigger device 105 is connected to the base of the PNP transistor QP 132, commonly referred to as the second gate G2 of the SCR 103. In another embodiment shown in FIG. 1B, the triggering device 105 is connected between the pad 104 and the second node 136. In particular, the trigger device 105 is connected to the base of the NPN transistor QN 131, commonly referred to as the first gate G1 of the SCR 103. In an embodiment, the trigger device 105 is considered to be "outside" of the SCR 103 because the trigger device 105 does not have any structural component in which the structural components of the SCR 103 are integrated. Another aspect of the invention provides SCR triggering through various embodiments of an external on-chip triggering diode using an HBT structure, as discussed with respect to FIGS. 5-9. Triggering of the SCR may be possible by using an internal trigger mechanism such as breakdown of the junction formed between the N-epitaxial layer and the first p-doped (p-base) region, as shown in FIG.

SCR의 구조와 도핑 재료를 상술하는 다양한 실시예가 도 2-4와 관련하여 도시되며, 논의된다. 예를 들면, 본 발명의 SCR의 개선된 특징은 SCR(103)을 형성하기 위한 측방 바이폴라 트랜지스터와 수직 바이폴라 트랜지스터를 포함하는 구조적 형성이다. 본 발명의 다른 개선된 측면은 수직 이형접합 바이폴라 트랜지스터(HBT)를 형성하기 위하여 SCR(103)내에 실리콘 게르마늄(SiGe)의 활용하는 것이다.Various embodiments detailing the structure and doping material of the SCR are shown and discussed in connection with FIGS. 2-4. For example, an improved feature of the SCR of the present invention is a structural formation comprising a lateral bipolar transistor and a vertical bipolar transistor for forming the SCR 103. Another improved aspect of the present invention is the utilization of silicon germanium (SiGe) in SCR 103 to form a vertical heterojunction bipolar transistor (HBT).

도 2는 도 1a 및 도 1b의 SCR ESD 보호 디바이스의 제 1 실시예의 단면도를 도시한 것이다. 도 2에 도시한 개략도는 SCR(103)의 컴포넌트를 나타내며, 이것은 도 1a 및 1b의 개략도 실시예에 대응한다. 즉, 도 2는 측면 바이폴라 트랜지스터 및 수직 바이폴라 트랜지스터에 의해 형성된 SCR로 도시되고 논의된다. 트리거 디바이스(105)는 도 2의 단면도 상에 도시되지 않았다는 것을 주의하라.2 shows a cross-sectional view of a first embodiment of the SCR ESD protection device of FIGS. 1A and 1B. The schematic diagram shown in FIG. 2 represents a component of the SCR 103, which corresponds to the schematic embodiment of FIGS. 1A and 1B. That is, FIG. 2 is shown and discussed with SCRs formed by side bipolar transistors and vertical bipolar transistors. Note that the trigger device 105 is not shown on the cross sectional view of FIG. 2.

특히, 측면 바이폴라 트랜지스터는 PNP 트랜지스터(QP)(132)에 의해 형성되는 반면, 수직 바이폴라 트랜지스터는 NPN 트랜지스터(QN)(131)에 의해 형성된다. SCR 보호 디바이스(103)는 P-형 기판(203), 매립된 N-도핑된 층(이하에서, N-형 매립층(BLN)이라 칭함)(205), N-도핑된 층(예를 들어, 약간 도핑되거나 N-에피택셜 층)(208) 및 적어도 하나의 N+ 싱커 영역(206)을 포함하는 도핑된 층의 적층(stack)을 구비한다. SCR ESD 보호 디바이스는 또한 제 1 P 도핑된 영역(214), 적어도 하나의 제 2 P 도핑된 영역(212), 제 1 N+ 도핑된 폴리 실리콘 영역(216), 적어도 하나의 제 2 N+ 도핑된 영역(210)을 포함한다.In particular, the side bipolar transistor is formed by the PNP transistor (QP) 132, while the vertical bipolar transistor is formed by the NPN transistor (QN) 131. The SCR protection device 103 includes a P-type substrate 203, a buried N-doped layer (hereinafter referred to as an N-type buried layer (BLN)) 205, an N-doped layer (eg, Lightly doped or stacked with a doped layer comprising an N-epitaxial layer) 208 and at least one N + sinker region 206. The SCR ESD protection device also includes a first P doped region 214, at least one second P doped region 212, a first N + doped polysilicon region 216, and at least one second N + doped region. And 210.

실리콘 P-기판(203) 상에, 많이 N-도핑되어(예를 들어, 2 ×1019atom/cm-3) 많이 전도적인 BLN(205)가 형성된다. 약간 N-도핑된 층(208)(예를 들어, 1016내지 1017atoms/cm-3), 이하에서 예시적으로 "N-에피택셜 층(208)으로 칭함)이 BLN(205)러 걸쳐 형성된다. N-에피택셜 층(208)의 절연(isolation)은 깊은 트렌치 절연 (DTI: deep trench isolation)(219)의 링에 의하여 제공된다. 즉, 깊은 트렌치는 활성 디바이스 영역 주위에 에칭되고 특히 실리콘 다이옥시드(SiO2)와 같은 절연 산화물로 충전된다.On the silicon P-substrate 203, a heavily N-doped (e.g., 2 x 10 19 atom / cm -3 ), highly conductive BLN 205 is formed. A slightly N-doped layer 208 (eg, 10 16 to 10 17 atoms / cm −3 ), hereinafter referred to as “N-epitaxial layer 208 exemplarily” across the BLN 205 Isolation of the N-epitaxial layer 208 is provided by a ring of deep trench isolation (DTI) 219. That is, the deep trench is etched around the active device region and in particular It is filled with an insulating oxide such as silicon dioxide (SiO 2 ).

깊은 많이 N-도핑된 영역(즉, N+ 싱커 영역)(2061및 2062)(집합적 N+ 싱커 영역(206))은 대략 1018atom/cm-3의 도핑 농도를 갖는 N-형 도펀트(dopant)를 주입함으로써 DTI(219)에 인접하게 형성된다. 이와같이, 약간 N-도핑된 층(208)은 BLN(205) 위에 그리고 N-싱커 영역(206)들 사이에 형성된다. N+ 싱커 영역(206)은 N+ 확산 영역(210)으로부터 BLN(205) 아래로 저항 접속을 형성하기 위하여 사용된다.Deep heavily N-doped regions (ie, N + sinker regions) 206 1 and 206 2 (collective N + sinker regions 206) are N-type dopants having a doping concentration of approximately 10 18 atom / cm −3 . It is formed adjacent to the DTI 219 by implanting a dopant. As such, a slightly N-doped layer 208 is formed over the BLN 205 and between the N-sinker regions 206. N + sinker region 206 is used to form a resistive connection under N + diffusion region 210 under BLN 205.

얕은 트렌치 절연(STI)(218)은 도 2에 도시된 바와 같이 많이-도핑된 영역(예를 들어 제 2 N+ 및 P+ 도핑된 영역(210,212))의 형성(예를 들어, 주입/확산)을위해 지정되는 영역을 분리하기 위하여 사용된다. 특히, 얕은 트렌치는 특정 에어리어에서 에칭되고, 절연 재료(예를 들어, 실리콘 다이옥시드(SiO2) 등등)가 얕은 트렌치에 증착된다. 영역(210 및 212)은 또한 2001년 11월 5일자로 출원되고 본원에 완전히 참조된 일반적으로 할당된 미국 특허 출원 제10/007,833에 기술된 바와 같이 SCR 동작에 유용한 종래 기술에 공지된 다른 기술에 의하여 분리될 수 있다.Shallow trench isolation (STI) 218 allows formation (eg, implantation / diffusion) of heavily-doped regions (e.g., second N + and P + doped regions 210,212), as shown in FIG. It is used to separate the area designated for the purpose. In particular, shallow trenches are etched in certain areas, and insulating material (eg, silicon dioxide (SiO 2 ), etc.) is deposited in the shallow trenches. Regions 210 and 212 also cover other techniques known in the prior art that are useful for SCR operation as described in commonly assigned US patent application Ser. No. 10 / 007,833, filed November 5, 2001 and fully incorporated herein. Can be separated by.

도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이, SCR(103)은 바람직하게 캐소드(124)가 애노드(122)를 형성하는 두 개의 P+ 영역(2121및 2122) 사이에서 실질적으로 중심에 위치되도록 대칭적으로 형성되며, 여기서 각 P+ 애노드 영역(122)은 캐소드 (124)의 대향 측이다. 애노드(122)의 기능을 하기 위한 단일의 큰 P+ 영역(212)만을 제공하는 대신에, 대칭이 바람직하게 IC(100) 상의 실면적(real estate)를 절약하기 위한 기술로서 제공되므로, 더 콤팩트한 구현 및 더 적은 에어리어 경비를 제공한다. 또한, 대칭은 전류 증가를 촉진하는 더 효율적인 기하학적 배치를 허용한다.As exemplarily shown in FIG. 2, the SCR 103 is preferably symmetric such that the cathode 124 is substantially centered between the two P + regions 212 1 and 212 2 forming the anode 122. And are formed, wherein each P + anode region 122 is on the opposite side of the cathode 124. Instead of providing only a single large P + region 212 to function as the anode 122, symmetry is preferably provided as a technique for saving real estate on the IC 100, thus making it more compact. And less area expenses. In addition, symmetry allows for a more efficient geometric arrangement that promotes increased current.

N+ 및 P+ 주입 및 가열냉각 단계가 만이-도핑된 N+ 및 P+ 영역(210 및 212)을 각각 형성하기 위하여 STI 영역 형성 다음에 행해진다는 것을 주의하라. 주입은 도펀트가 IC(100) 전용 영역 내로만 통과하도록 하기 위하여 N+ 및 P+용의 별도의 포토 마스크를 통하여 제공된다. 도 4를 참조하면, 캐소드 영역(216), 제 1 게이트 영역(226), 애노드 영역(212) 및 제 2 게이트 영역(210)을 둘러싸는 에어리어가 프로세싱 동안 절연 STI 재료에 의해 커버되는 것으로 도시된다.Note that the N + and P + implantation and heat cooling steps are performed after the STI region formation to form the only-doped N + and P + regions 210 and 212, respectively. Implantation is provided through separate photo masks for N + and P + to allow the dopant to only pass into the IC 100 dedicated area. Referring to FIG. 4, an area surrounding the cathode region 216, the first gate region 226, the anode region 212, and the second gate region 210 is shown to be covered by an insulating STI material during processing. .

주입 동안, 제 2 N+영역(N+ 확산 영역)(2101및 2102)(집합적으로 제 2 N+ 영역(210))이 제 2 게이트(G2)(134)를 형성하는 각각의 N-싱커 영역(206) 위에 제공된다. 부가적으로, 제 2 P+ 영역(P+ 확산 영역)(2121및 2122)(집합적으로 제 2 P+ 영역(212))은 애노드(122)를 형성하기 위하여 N-에피택셜 층(208) 위에 제공된다. 도 2에 도시된 바와 같이, STI(218)는 제 2 P+ 영역(212)으로부터 제 2 N+ 영역 (210) 뿐만 아니라, 제 1 P+ 영역(214)으로부터 제 2 P+ 영역(212)을 분리하여 전기적으로 절연한다.During implantation, each N-sinker region in which second N + regions (N + diffusion regions) 210 1 and 210 2 (collectively second N + regions 210) form a second gate (G2) 134. 206 is provided above. Additionally, second P + regions (P + diffusion regions) 212 1 and 212 2 (collectively second P + regions 212) are over N-epitaxial layer 208 to form anode 122. Is provided. As shown in FIG. 2, the STI 218 electrically separates the second P + region 212 from the first P + region 214 as well as the second N + region 210 from the second P + region 212. Insulate

수직 NPN 트랜지스터(QN)(131)는 N-에피택셜 층(208) 위에 형성된 제 1 P 도핑된 영역(214) 및 상기 제 1 P 도핑된 영역(214) 위에 형성된 제 1 N+ 폴리 실리콘 영역(216)에 의하여 형성된다. 특히, 제 1 N+ 폴리 실리콘 영역(N+ 에미터) (216) 및 제 1 P 도핑된 영역(214)은 각각 수직 NPN 트랜지스터(QN)(131)의 에미터와 베이스를 형성한다. 또한, N-에피택셜 층(208), N-싱커 영역(206) 및 BLN (205)은 함께 수직 NPN 트랜지스터(QN)(131)의 컬렉터를 형성한다. 제 1 N+ 폴리 실리콘 영역(에미터(216)은 그 명칭이 나타내는 바와 같이, 전형적으로 SCR(103)의 캐소드(124)를 형성하는 N+ 도핑된 폴리 실리콘 재료이다.Vertical NPN transistor (QN) 131 has a first P doped region 214 formed over N-epitaxial layer 208 and a first N + polysilicon region 216 formed over first P doped region 214. It is formed by). In particular, the first N + polysilicon region (N + emitter) 216 and the first P doped region 214 form the emitter and base of the vertical NPN transistor (QN) 131, respectively. In addition, N-epitaxial layer 208, N-sinker region 206 and BLN 205 together form a collector of vertical NPN transistor (QN) 131. The first N + polysilicon region (emitter 216, as its name indicates, is typically an N + doped polysilicon material forming the cathode 124 of the SCR 103.

도 3은 도 1a 및 도 1b의 SCR ESD 보호 디바이스의 제 2 실시예의 상면도를 도시한 것이다. 도 3은 SCR 트랜지스터 베이스 폭을 최소화함으로써 성능을 강화시키며 IC(100) 상의 실면적을 유지하기 위하여 SCR 요소의 많은 가능한 배치중 일 실시예를 도시한다. 도 3에 도시된 많은 양상은 본원의 도 2 및 도 4에 도시된 실시예에 적용될 수 있다. 예를 들어, 캐소드(124)는 제 1 P 도핑된 영역(214) 위에 선형으로 흩어지는 다수의 제 1 N+ 폴리 실리콘 영역(예를 들어 2161내지 2163, 집합적으로 N+ 영역(216))에 의해 형성된다. 또한, P+ 폴리 실리콘 영역(226)에 의해 형성된 트리거 게이트(G1)가 흩어져서 제 1 P 도핑된 영역(214) 위의 다수의 제 2 N+ 폴리 실리콘 영역(216)과 정렬된다.3 shows a top view of a second embodiment of the SCR ESD protection device of FIGS. 1A and 1B. 3 illustrates one embodiment of many possible arrangements of SCR elements to enhance performance by minimizing SCR transistor base widths and to maintain real area on IC 100. Many aspects shown in FIG. 3 can be applied to the embodiments shown in FIGS. 2 and 4 herein. For example, cathode 124 may comprise a plurality of first N + polysilicon regions (eg, 216 1 to 216 3 , collectively N + regions 216) that are linearly scattered over first P doped region 214. Is formed by. In addition, the trigger gate G1 formed by the P + polysilicon region 226 is scattered and aligned with the plurality of second N + polysilicon regions 216 over the first P doped region 214.

마찬가지로, 애노드(122)는 N-에피택셜 층(208) 위에 선형으로 흩어지는 다수의 제 2 P+ 폴리 실리콘 영역(도시되지 않음)에 의해 형성될 수 있다. 더구나, 제 2 N+ 도핑된 영역(210)에 의해 형성되는 트리거 게이트(G2)는 또한 흩어져서 N-에피택셜 층(208) 위의 다수의 제 2 P+ 폴리 실리콘 영역과 정렬되는 다수의 제 2 N+ 도핑된 영역(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.Similarly, anode 122 may be formed by a plurality of second P + polysilicon regions (not shown) that are linearly scattered over N-epitaxial layer 208. Moreover, the trigger gate G2 formed by the second N + doped region 210 is also scattered so that the plurality of second N + doped regions aligned with the plurality of second P + polysilicon regions on the N-epitaxial layer 208. Area (not shown).

도 2를 참조하여, 측면 PNP 트랜지스터 QP(132)는 적어도 하나의 제 2 P+도핑 영역(예를들어, 2121및 2122, 전체적으로 212), BLN(205)을 가진 N-epi 영역(208) 및 제 1 P 도핑 영역(214)에 의해 형성된다. 제 2 P+ 도핑 영역(212), BLN(205)을 가진 N-epi 영역(208) 및 제 1 P 도핑 영역(214)은 측면 PNP 트랜지스터 QP(132)의 이미터, 베이스 및 컬렉터를 형성한다. 제 2 P+ 도핑 영역(212)은 다른 실시예에서 P+ 도핑된 폴리 실리콘 재료이고, 제 2 P+ 도핑 영역(212)은 이후에 더 상세히 논의될 바와같이 P+ 도핑 SiGe 재료로 제조된다. 제 1 P 도핑 영역(214)이 측면 PNP 트랜지스터 QP(132)의 컬렉터뿐 아니라, 수직 NPN 트랜지스터 QN(131)의 베이스로서 형성되기 때문에 이중 기능을 사용한다. 이와같이, N-epi 층(208) 및 BLN(205)은 NPN 트랜지스터 QN(131)의 컬렉터뿐 아니라 측면 PNP 트랜지스터 QP(132)에 대한 베이스를 형성하기 때문에 이중 기능을 사용한다.Referring to FIG. 2, the side PNP transistor QP 132 may comprise at least one second P + doped region (eg, 212 1 and 212 2 , 212 as a whole), an N-epi region 208 with a BLN 205. ) And the first P doped region 214. The second P + doped region 212, the N-epi region 208 with the BLN 205 and the first P doped region 214 form the emitter, base and collector of the side PNP transistor QP 132. The second P + doped region 212 is in another embodiment a P + doped polysilicon material, and the second P + doped region 212 is made of a P + doped SiGe material, as will be discussed in more detail later. The dual function is used because the first P doped region 214 is formed as the base of the vertical NPN transistor QN 131 as well as the collector of the side PNP transistor QP 132. As such, the N-epi layer 208 and BLN 205 use a dual function because they form the base for the lateral PNP transistor QP 132 as well as the collector of the NPN transistor QN 131.

제 1 게이트 G1(136)는 각각 제 1 P 도핑 영역(214)상에 배치되는 적어도 하나의 P+ 베이스 폴리 실리콘 영역(226)에 의해 형성된다. 도 2 및 3에 도시된 실시예에서, 제 1 게이트(136)는 제 1 N+ 캐소드 폴리실리콘 영역(216)의 대향 측면상에 배치된 다수의 P+ 베이스 폴리 영역(예를들어, 영역 2261및 2262)을 포함한다.The first gate G1 136 is formed by at least one P + base polysilicon region 226 disposed on the first P doped region 214, respectively. In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the first gate 136 may comprise a plurality of P + base poly regions (eg, regions 226 1 and 20) disposed on opposite sides of the first N + cathode polysilicon region 216. 226 2 ).

예를들어, 도 3을 참조하여, 제 1 게이트 영역(2261및 2262)은 다수의 제 1 N+ 이미터 폴리실리콘 영역(216) 각각에 인접하게 및 상기 영역 사이에 배치된다. 즉, 제 1 게이트 영역(2261및 2262)은 제 1 N+ 이미터 영역(2161및 2162) 사이뿐 아니라, 제 1 N+ 이미터 폴리 실리콘 영역(2162및 2163) 사이에 배치된다. N+ 이미터/캐소드 폴리 실리콘 영역(216)과 일렬로 다수의 제 1 게이트 영역(226)을 제공하는 것은 애노드 영역(즉, 제 2 P+ 도핑 영역 212)이 캐소드에 밀접하게 배치되도록 하여 측면 크기(LN)는 도 2와 관련하여 추가로 상세히 이하에서 논의될 바와같이 SCR(103)의 보다 빠른 턴온을 위해 감소될수있다.For example, referring to FIG. 3, first gate regions 226 1 and 226 2 are disposed adjacent to and between each of a plurality of first N + emitter polysilicon regions 216. That is, the first gate regions 226 1 and 226 2 are disposed not only between the first N + emitter regions 216 1 and 216 2 , but also between the first N + emitter polysilicon regions 216 2 and 216 3 . . Providing a plurality of first gate regions 226 in line with the N + emitter / cathode polysilicon regions 216 allows the anode region (i.e., the second P + doped region 212) to be placed in close proximity to the cathode so that the side size ( L N ) may be reduced for faster turn on of the SCR 103 as will be discussed in further detail below with respect to FIG. 2.

절연 영역(2241및 2242)(예를들어, 실리콘 디옥사이드(SiO2))은 제 1 게이트(136)의 P+ 베이스 폴리 실리콘 영역(226)으로부터 제 1 N+ 이미터 폴리 실리콘 영역(216)을 절연시킨다. 특히, 절연 영역(2241및 2242)은 제 1 P 도핑영역(214)상에 및 제 1 N+ 이미터 폴리 실리콘 영역(216) 및 P+ 폴리 실리콘 영역(2261및 2262) 사이에 배치된다. 제 1 N+ 이미터 폴리 실리콘 영역(216)이 절연 영역(2241및 2242)의 일부상에 형성되는 것이 주의된다. 게다가, 절연 영역(2241및 2242) 사이에 배치된 제 1 N+ 이미터 폴리 실리콘 영역(216)의 일부는 이하에서 추가로 상세히 논의될 바와같이 윈도우(즉, "이미터 개구")(230)를 형성한다.Insulating regions 224 1 and 224 2 (eg, silicon dioxide (SiO 2 )) remove first N + emitter polysilicon region 216 from P + base polysilicon region 226 of first gate 136. Insulate. In particular, insulating regions 224 1 and 224 2 are disposed on first P doped region 214 and between first N + emitter polysilicon regions 216 and P + polysilicon regions 226 1 and 226 2 . . It is noted that first N + emitter polysilicon region 216 is formed on portions of insulating regions 224 1 and 224 2 . In addition, a portion of the first N + emitter polysilicon region 216 disposed between the insulating regions 224 1 and 224 2 may be a window (ie, “emitter opening”) 230 as will be discussed in further detail below. ).

선택적으로, 실리콘 층(220)은 제 1 N+ 폴리 실리콘 영역(216)(캐소드), 제 1 게이트 영역(226)(G1), 제 2 게이트 영역(210)(G2), 및 제 2 P+ 영역(212)(애노드)상에 형성된다. 특히, 금속층(예를들어, 코발트, 티타늄 등을 사용)은 IC(100)의 표면상에 증착된다. 열 처리 동안, 고전도 합금은 금속 및 실리콘("실리사이드") 사이에 형성된다. 실리사이드 층(220)은 고도핑 영역(216, 210, 212 및 226) 및 각각의 금속 접촉부 사이에 도전 본드로서 사용하고, SCR(103)의 애노드(122), 캐소드(124), 제 1 게이트(136) 및 제 2 게이트(134)에서 외부 접속을 제공한다.Optionally, silicon layer 220 may comprise first N + polysilicon region 216 (cathode), first gate region 226 (G1), second gate region 210 (G2), and second P + region ( 212) (anode). In particular, a metal layer (eg, using cobalt, titanium, etc.) is deposited on the surface of IC 100. During the heat treatment, a high conductivity alloy is formed between the metal and silicon ("silicide"). The silicide layer 220 is used as a conductive bond between the high doping regions 216, 210, 212 and 226 and the respective metal contacts, and the anode 122, the cathode 124, and the first gate of the SCR 103 ( 136 and second gate 134 provide external connection.

본 발명의 SCR의 처리를 완료하기 위하여, 내부 레벨 유전체(ILD)(250)(점선으로 도시됨)로서 공지된 산화물 층은 도핑된 영역상에 증착된다. 에칭 처리는 금속 접촉부를 형성하기 위하여 금속으로 추후에 충전되는 접촉 홀을 형성하도록 수행된다. 몇몇 접촉 홀은 최대 전류를 증가시키기 위하여 이미터 개구부(230)상 로우에 배치될수있다. 애노드(122)(즉, 제 2 P+ 영역 212)상 콘택 홀의 총 수가 대략 캐소드(124)(즉, 제 1 N+ 폴리 실리콘 영역 216)의 수와 매칭한다는 것이 주의된다.To complete the processing of the SCR of the present invention, an oxide layer known as internal level dielectric (ILD) 250 (shown in dashed lines) is deposited on the doped region. The etching process is performed to form contact holes which are subsequently filled with metal to form metal contacts. Some contact holes may be placed in rows on emitter opening 230 to increase the maximum current. It is noted that the total number of contact holes on anode 122 (ie, second P + region 212) approximately matches the number of cathodes 124 (ie, first N + polysilicon region 216).

도 2의 일실시예에서, 모든 P 및 N 타입 영역(210, 212, 214 및 216)은 실리콘만의 격자 구조로 형성된다. 특히, 제 1 및 제 2 도핑 영역(214 및 212)은 약 1021원자/cm-3의 도핑 농도를 가진다. 제 1 N+ 폴리 실리콘 영역(이미터)(216) 및 제 2 N+ 영역(제 2 게이트(210)뿐 아니라, P+ 폴리 실리콘 영역(226)은 약 1021원자/cm-3의 도핑 농도를 가진다. BLN 층(205)은 약 1019원자/cm-3의 도핑 농도를 가지며, N+ 싱커 영역(206)은 1020원자/cm-3의 도핑 농도를 가지며, N- 에피텍셜 층(208)은 1016내지 1017원자/cm-3의 도핑 농도를 가지며, 이것은 보호 장치(103)의 최저 도핑 농도이다.In one embodiment of FIG. 2, all P and N type regions 210, 212, 214 and 216 are formed of a silicon-only lattice structure. In particular, the first and second doped regions 214 and 212 have a doping concentration of about 10 21 atoms / cm −3 . In addition to the first N + polysilicon region (emitter) 216 and the second N + region (second gate 210), the P + polysilicon region 226 has a doping concentration of about 10 21 atoms / cm −3 . The BLN layer 205 has a doping concentration of about 10 19 atoms / cm −3 , the N + sinker region 206 has a doping concentration of 10 20 atoms / cm −3 , and the N- epitaxial layer 208 has a doping concentration of 10 10 atoms / cm −3 . It has a doping concentration of 16 to 10 17 atoms / cm −3 , which is the lowest doping concentration of the protective device 103.

도 2의 제 2 실시예에서, 제 1 P 도핑 영역(214)은 실리콘 게르마늄(SiGe) 격자 구조를 포함한다. 특히, 제 1 P 도핑 영역(214)은 실리콘 및 게르마늄으로 형성된다. 상기 농도는 0% 내지 대략 10-13%의 피크 농도까지 층 깊이에 따라 점차 증가된다. 실리콘 농도는 100%에서 대략 90-87%로 각각 감소한다. 게다가, SiGe는 약 1019원자/cm-3의 농도의 붕소로 도핑된다. 보호 디바이스(102)의 나머지 층 및 영역은 상기 논의된 바와 같다. 실리콘 게르마늄 격자 구조의 사용은 무선 칩 및 디바이스 같은 RF 인가하에서 동작하는 회로에 특히 적당하다.In the second embodiment of FIG. 2, the first P doped region 214 comprises a silicon germanium (SiGe) lattice structure. In particular, the first P doped region 214 is formed of silicon and germanium. The concentration gradually increases with layer depth up to a peak concentration of 0% to approximately 10-13%. Silicon concentration decreases from 100% to approximately 90-87% respectively. In addition, SiGe is doped with boron at a concentration of about 10 19 atoms / cm −3 . The remaining layers and regions of protective device 102 are as discussed above. The use of silicon germanium lattice structures is particularly suitable for circuits that operate under RF application, such as wireless chips and devices.

SiGe HBT(즉, 수직 NPM 트랜지스터 131)의 실행은 고주파(RF)에 적당한 SCR을 만드는 매우 낮은 접합 캐패시턴스를 가지는데, 그 이유는 SCR(103)의 기생 접합 캐패시턴스가 매우 높은 레벨의 ESD 경도를 제공하는 동안 낮은 접합 캐패시턴스를 가짐으로써 최소화될수있다. 특히, 베이스 및 컬렉터(즉, SiGe P 도핑 영역 214 및 N-epi 영역 208 영역) 사이의 접합 영역은 이미터 개구에 의해 한정되고, 따라서 최소화된다. 게다가, N-epi 층(208)(컬렉터)은 표준 비-epi 반도체 처리와 비교하여 매우 낮게 도핑된다. 통상적인 접합 캐패시턴스는 미크론 제곱 영역당 0.7 펨토 패러드이다(미크롭 제곱 영역당 P+/N 웰에 대해 미크론 제곱당 1.6 펨토 패러트와 비교됨). BLN 및 P 기판 사이의 하나 또는 디바이스의 측벽(DTI) 같은 다른 기생 캐패시턴스에 대하여, 모든 캐패시턴스 값은 기능 HBT 디바이스에 대한 고주파 요구를 부합하도록 최소화된다.The implementation of SiGe HBT (ie vertical NPM transistor 131) has a very low junction capacitance that makes SCR suitable for high frequency (RF), because the parasitic junction capacitance of SCR 103 provides very high levels of ESD hardness. Can be minimized by having a low junction capacitance. In particular, the junction region between the base and the collector (ie, SiGe P doped region 214 and N-epi region 208 region) is defined by the emitter opening and thus minimized. In addition, the N-epi layer 208 (collector) is doped very low compared to standard non-epi semiconductor processing. Typical junction capacitance is 0.7 femto parads per micron squared area (compared to 1.6 femto parr per micron squared for P + / N wells per micron squared area). For one parasitic capacitance, such as one between the BLN and the P substrate or the sidewall (DTI) of the device, all capacitance values are minimized to meet the high frequency requirements for the functional HBT device.

도 2의 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 P 도핑 영역(214 및 212)은 각각 SiGe로 제조되고, 약 1019cm-3의 농도의 붕소로 도핑된다. 제 1 및 제 2 P 도핑 영역(214 및 212)의 조인트 형성은 보다 쉬운 제조 처리를 허용하여, 제조 비용을 낮춘다. 게다가, 이런 제 3 실시예의 수행은 제 2 P 도핑 영역(212)이 실리콘 바탕 격자 구조만으로 형성되는 제 2 실시예와 동일하다.In the third embodiment of FIG. 2, the first and second P doped regions 214 and 212 are each made of SiGe and doped with boron at a concentration of about 10 19 cm −3 . The joint formation of the first and second P doped regions 214 and 212 allows for easier manufacturing processing, thereby lowering the manufacturing cost. In addition, the performance of this third embodiment is the same as the second embodiment in which the second P doped region 212 is formed only of the silicon based lattice structure.

본 발명의 목적은 SCR(103)이 턴온되는 속도를 빠르게 하는 것이다. 종래 기술에서 SCR(103) 턴온 속도는 한 쌍의 수평(lateral) 바이폴라 트랜지스터로 형성된 SCR(103)들 상에서 두 개의 특징적인 차이에 의해 감소된다. 종래 기술과의 한가지 차이는 SCR(103)의 트랜지스터 QN(131)과 트랜지스터 QN(132)의 각각의 베이스 영역 크기가 감소된다는 것이며, 이것은 트랜지스터(131,132)의 전류 이득(β)뿐만 아니라 SCR(103)의 턴온 시간에 영향을 준다. 증가된 트랜지스터 전류 이득(β)은 순방향 바이어스로 각각의 트랜지스터 QN(131)과 트랜지스터 QN(132)에 제공되도록 도움을 주고, 이로 인해 SCR(103)를 빠르고 신뢰가능하게 동작시킨다.An object of the present invention is to speed up the speed at which the SCR 103 is turned on. In the prior art, the SCR 103 turn-on speed is reduced by two characteristic differences on the SCRs 103 formed of a pair of lateral bipolar transistors. One difference from the prior art is that the size of each base region of transistor QN 131 and transistor QN 132 of SCR 103 is reduced, which is not only the current gain β of transistors 131 and 132 but also SCR 103. ) 'S turn-on time. The increased transistor current gain β helps to be provided to each transistor QN 131 and transistor QN 132 with forward bias, thereby operating the SCR 103 quickly and reliably.

도 2에서, 크기(dimension)(LP,LN)는 수직(vertical) NPN 트랜지스터 QN(131)와 수평(lateral) PNP 트랜지스터 QP(132)의 각각의 베이스 길이를 나타낸다. 제 1 P+ 도핑 영역(214)이 실리콘과 게르마늄의 결정구조물을 포함하는 실시예에서, NPN 트랜지스터 QN(131)의 베이스 길이(LP)는 15-50nm 범위에 있다.In FIG. 2, dimensions L P and L N represent the respective base lengths of the vertical NPN transistor QN 131 and the lateral PNP transistor QP 132. In an embodiment where the first P + doped region 214 comprises a crystal structure of silicon and germanium, the base length L P of the NPN transistor QN 131 is in the range of 15-50 nm.

베이스 길이(LP)는 제 2 P+ 영역(212)의 에지(211)로부터 에미터 개구(230)까지 측정한 길이이다. 상기 설명한 바와 같이, 에미터 개구(230)는 제 1 P+ 도핑 영역(214) 아래에 위치한 N-epi 영역으로서 형성되며, 절연 물질(SiO2)(224)에 의해 덮이지 않는다. 에미터 개구(230)의 크기는 전류가 흐르는 단면을 결정한다. 일 실시예에서, PNP 트랜지스터 QP(132)의 베이스 길이(LN)는 1.0 내지 2.0 마이크론 범위내에 있다.The base length L P is the length measured from the edge 211 of the second P + region 212 to the emitter opening 230. As described above, the emitter opening 230 is formed as an N-epi region located below the first P + doped region 214 and is not covered by an insulating material (SiO 2 ) 224. The size of the emitter opening 230 determines the cross section through which the current flows. In one embodiment, the base length L N of PNP transistor QP 132 is in the range of 1.0 to 2.0 microns.

SCR 턴온 시간은 트랜지스터 QN(131)과 트랜지스터 QP(132) 각각의 턴온 시간을 조합한 것이다. 바이폴라 트랜지스터(131,132)의 턴온 시간은 이들 트랜지스터 각각의 베이스 폭을 제곱한 것에 비례한다. 따라서, NPN 바이폴라 트랜지스터의 베이스 폭(LP)은 수직 NPN 트랜지스터 QN(131)을 구현하여 감소되었기 때문에,SCR 턴온 시간은 또한 수평으로 형성된 한 쌍의 트랜지스터를 가지는 SCR과 비교하여 크게 감소되었다.The SCR turn on time is a combination of turn on times of each of the transistor QN 131 and the transistor QP 132. The turn on time of the bipolar transistors 131 and 132 is proportional to the square of the base width of each of these transistors. Therefore, since the base width L P of the NPN bipolar transistor was reduced by implementing the vertical NPN transistor QN 131, the SCR turn-on time was also greatly reduced compared to SCR having a pair of transistors formed horizontally.

더욱이, 수직 NPN 트랜지스터 QN(131)의 베이스내에 SiGe 격자 구조물을 이용한 실시예에서, SiGe 이형접합 트랜지스터는 전자와 정공을 각각 제어할 수 있게 한다. 그 결과, 동작의 최대 주파수에 특징을 부여하는 전체 이득-대역폭 적(product)(fmax)은 개선될 수 있다. 전체 이득-대역폭 적(product)(fmax)은 두가지 제조 방법에 의해 개선될 수 있다. 제 1 제조 방법은 균일한 베이스내에 높은 게르마늄 농도를 제공하는 것이지만, 제 2 제조 방법은 등급 베이스(graded base)내에 낮은 게르마늄 농도를 제공하는 것이다.Furthermore, in an embodiment using a SiGe lattice structure in the base of the vertical NPN transistor QN 131, the SiGe heterojunction transistor enables control of electrons and holes, respectively. As a result, the overall gain-bandwidth product f max characterizing the maximum frequency of operation can be improved. The overall gain-bandwidth product f max can be improved by two manufacturing methods. The first manufacturing method is to provide a high germanium concentration in a uniform base, while the second manufacturing method is to provide a low germanium concentration in a graded base.

제 1 제조 방법에서, 베이스 층의 고유 저항은 크게 감소한다. 특히, NPN 트랜지스터 QN(131)의 베이스-에미터 인터페이스에서의 이형접합은 에미터에 주입되는 정공이 감소되어, 전류 이득은 높게 남아 있다. 에미터-콜렉터 통과 시간에 의해 측정된 것과 같이, 디바이스의 속도는 일반 바이폴라 트랜지스터의 속도와 동일하지만, 이득-대역폭 적은 베이스 확산 저항의 큰 감소로 인해 크게 증가한다. 제 1 제조 방법은 전력 분야에 가장 적합하다.In the first manufacturing method, the resistivity of the base layer is greatly reduced. In particular, the heterojunction at the base-emitter interface of NPN transistor QN 131 reduces the holes injected into the emitter, so that the current gain remains high. As measured by the emitter-collector pass time, the speed of the device is the same as that of a normal bipolar transistor, but greatly increases due to the large reduction in base-diffusion resistance with low gain-bandwidth. The first manufacturing method is most suitable for the electric power field.

(등급 베이스내의 낮은 게르마늄 농도인) 제 2 제조 방법에서, 게르마늄은 에미터-베이스 접합에서 매우 낮은 농도에서부터 NPN 트랜지스터 QN(131)의 콜렉터-베이스 접합에서 약 10%까지 변한다. 이러한 경우에, 전류 이득은 단지 미미하게 영향을 받는다. 그러나, 에미터-콜렉터 통과 시간에 의해 측정된 것과 같이, 디바이스의 속도는 베이스에 걸린 게르마늄 농도 기울기에 의해 생성된 빌트-인(built-in) 필드로 인해 증가한다. 더욱이, 베이스-폭 변조(콜렉터-베이스 전압내의 변화에 의해 유발된 베이스-콜렉터 공핍층 폭의 변조)는 감소하지만, 높은 전류 이득 강하(fall-off)는 콜렉터-베이스 인터페이스에서의 이형접합으로 인해 증가한다. 따라서, 이러한 제 2 제조 방법은 작은 신호 분야에 가장 적합하다. 제 2 제조 방법 기술은 베이스 층내에 더 높은 고유 저항을 갖는 결함이 있다. 따라서, 상기 언급한 종래 디바이스의 ESD 성능은 비교적 낮다.In a second manufacturing method (which is a low germanium concentration in the grade base), the germanium varies from very low concentration at the emitter-base junction to about 10% at the collector-base junction of the NPN transistor QN 131. In this case, the current gain is only marginally affected. However, as measured by the emitter-collector pass time, the speed of the device increases due to the built-in field created by the germanium concentration gradient across the base. Moreover, base-width modulation (modulation of base-collector depletion layer width caused by changes in collector-base voltage) is reduced, but high current gain falloff is due to heterojunction at the collector-base interface. Increases. Thus, this second manufacturing method is best suited for small signal applications. The second manufacturing method technique has a defect with higher specific resistance in the base layer. Therefore, the ESD performance of the aforementioned conventional device is relatively low.

도 4는 도 1A와 도 1B의 SCR ESD 보호 디바이스의 제 3 실시예의 단면도를 도시한다. 도 4에 도시된 실시예는 BLN(205)과 N+ 싱커 영역이 생략되고 N-웰(406)이 N-epi 층(208) 위에 형성된 것을 제외하면 도 2의 실시예와 동일하다.4 shows a cross-sectional view of a third embodiment of the SCR ESD protection device of FIGS. 1A and 1B. The embodiment shown in FIG. 4 is the same as the embodiment of FIG. 2 except that the BLN 205 and the N + sinker region are omitted and the N-well 406 is formed over the N-epi layer 208.

특히, N-에피택셜 층(208)은 P-기판(203) 위에 형성되고, N-웰(406)은 N-epi 층(208)내로 확산되고 DTI(219)에 의해 수평으로 절연된다. N-웰(406)은 BLN(205)보다 작은 약 1018atoms/cm-3의 N-도핑 농도를 가진다. 제 1 P 도핑 영역(214), 제 2 P 도핑 영역(212), 제 2 N+ 도핑 영역(210), 및 제 1 N+ 도핑 영역(216)은 도 2와 관련하여 상기에서 설명한 것처럼 N-웰(406) 위에 형성된다. 제 1 P 도핑 영역(214)과 제 2 P 도핑 영역(212)은 역시 도 2와 관련하여 상기에서 설명한 것처럼 오로지 실리콘 도핑 물질 또는 SiGe만을 포함할 수 있다.In particular, an N-epitaxial layer 208 is formed over the P-substrate 203, and the N-well 406 diffuses into the N-epi layer 208 and is horizontally insulated by the DTI 219. N-well 406 has an N-doped concentration of about 10 18 atoms / cm −3 , which is less than BLN 205. The first P doped region 214, the second P doped region 212, the second N + doped region 210, and the first N + doped region 216 may be formed of N-wells as described above with reference to FIG. 2. 406 is formed. The first P doped region 214 and the second P doped region 212 may also contain only silicon doped material or SiGe, as described above in connection with FIG. 2.

BLN(205)을 제거하고 N-웰(406)을 포함한 것은 SCR(103)의 분산된 수평 PNP 트랜지스터 QP(132)의 전류 이득을 악화시킬 가능성을 방지한다. 특히, BLN(205)의 높은 도핑 농도로 인한, 전류 이득의 악화는 BLN(205)을 통해 낮은 저항의 전류 경로를 가지는 장점을 오프셋시킬 수 있다. 따라서, 확산된 N-웰(406)은 전류 이득(β)의 감소를 최소화한 (수직 NPN 트랜지스터(132)의 콜렉터 뿐만 아니라) 수평 PNP 트랜지스터(132)의 베이스를 형성한다.Removing the BLN 205 and including the N-well 406 prevents the possibility of worsening the current gain of the distributed horizontal PNP transistor QP 132 of the SCR 103. In particular, the deterioration of the current gain, due to the high doping concentration of the BLN 205, may offset the advantage of having a low resistance current path through the BLN 205. Thus, the diffused N-well 406 forms the base of the horizontal PNP transistor 132 (as well as the collector of the vertical NPN transistor 132) which minimizes the reduction in the current gain β.

도 2-4의 선택적 실시예에서, 또한 비대칭 레이아웃이 구현될 수 있다. 비대칭 레이아웃에서, 오로지 단일 제 2 P+ 도핑 영역(212)(즉 2121)이 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 단일 제 2 N+ 도핑 영역(210)은 제 1 게이트를 형성하고 단일 P 베이스 폴리 영역(226)은 제 2 게이트를 형성한다. 이와 같이, 애노드(122)에서 접촉 정공의 수는 캐소드(124)에서의 접촉 정공 수와 실질적으로 일치해야 하기 때문에, P+ 영역(2121)에 의해 형성된 애노드(122)는 대칭 실시예보다 크다. 더욱이, 절연 물질의 DTI 링은 제 2 P+ 베이스 폴리 실리콘 영역(2262)이 형성되는 곳과 근사한 STI 영역 아래에서 형성된다. 따라서, 링의 오른쪽에 있는 모든 소자는 SCR(103)로부터 생략될 수 있다. 바람직한 SCR 레이아웃의 성능과 관련하여 본 발명의 비대칭 SCR의 ESD 보호 성능은 전류 이득과 SCR 턴온 시간과 관련하여 비교될 수 있다.In the alternative embodiment of FIGS. 2-4, an asymmetrical layout can also be implemented. In an asymmetrical layout, not only a single second P + doped region 212 (ie 212 1 ) can be used, but also a single second N + doped region 210 forms a first gate and a single P base poly region 226. Forms a second gate. As such, since the number of contact holes in anode 122 must substantially match the number of contact holes in cathode 124, anode 122 formed by P + region 212 1 is larger than the symmetric embodiment. Moreover, a DTI ring of insulating material is formed below the STI region close to where the second P + base polysilicon region 226 2 is formed. Thus, all elements on the right side of the ring can be omitted from the SCR 103. With regard to the performance of the preferred SCR layout, the ESD protection performance of the asymmetric SCR of the present invention can be compared with respect to current gain and SCR turn on time.

본 실시예의 SCR은 수직 NPN 트랜지스터 QN(131)에 분산된(수평) PNP 트랜지스터 QP(132)를 제공한다. 수직 NPN 트랜지스터는 베이스 길이(LP)가 감소되고 수직 전류는 에미터로부터 콜렉터로 흐르며, 이것은 분산된(수평) NPN 및 PNP 트랜지스터를 가지는 SCR과 비교하여, 전류 이득, 전류 흐름 및 턴온 시간을 증가시킨다.The SCR of this embodiment provides the PNP transistor QP 132 distributed (horizontally) in the vertical NPN transistor QN 131. Vertical NPN transistors have a reduced base length (L P ) and vertical current flows from the emitter to the collector, which increases current gain, current flow, and turn-on time compared to SCRs with distributed (horizontal) NPN and PNP transistors. Let's do it.

NPN 트랜지스터(131)의 베이스가 실리콘-게르마늄을 포함하고 있는 경우, SCR(103)은 BLN(205)과 P 기판(203) 접합에 의해 형성된 역방향 다이오드에 의하여 P 기판(203)으로부터 수직 방향으로 절연되고, 마찬가지로 DTI(219)에 의해 측면 방향으로 절연된다. 따라서, SCR(103)은 무선 장치와 같은 RF 응용예에 사용되는 IC에 대하여 통상적으로 마주치는 여러 상황에서 ESD 보호 장치로서 사용될 수 있다. 그러한 RF 회로에서, 신호는 양의 공급 전압 위로 또는 음의 공급 전압 아래로 스윙할 수 있다. 이러한 신호의 오버슈트(overshoot) 또는 언더슈트(undershoot)가 발생하면 보호 장치들이 아무런 전도 경로도 공급 라인 또는 접지 라인에 개방되지 않는 회로 요구조건에 응하기 때문에, P 기판(203)으로부터 절연된 보호 장치는 두 경우에 모두 유용하다.When the base of the NPN transistor 131 includes silicon-germanium, the SCR 103 is insulated in the vertical direction from the P substrate 203 by a reverse diode formed by the BLN 205 and the P substrate 203 junction. Similarly, it is insulated laterally by the DTI 219. Thus, the SCR 103 can be used as an ESD protection device in a number of situations typically encountered with ICs used in RF applications such as wireless devices. In such an RF circuit, the signal can swing above the positive supply voltage or below the negative supply voltage. Protection device insulated from P substrate 203 because overshoot or undershoot of such signals occurs, since protection devices meet circuit requirements that no conduction path opens to the supply line or ground line. Is useful in both cases.

부가적으로, 몇몇 ESD 보호 응용예에서, 게이트는 완전히 생략될 수 있거나, 보호될 IC(100)의 회로 상에 기초하여 단일 게이트 또는 두 게이트(즉, 게이트 G1 또는 G2)가 요구될 수 있다. 예를 들어, 도 1A를 참조하면, ESD 사고(event)에 대한 보호가 패드(104)에서 발생할 때 단지 제 2 게이트 G2(136)가 SCR(103)을 트러거링하기 위하여 사용된다. 그렇기 때문에, 제 1 게이트(G1)를 형성하는 P+ 폴리 실리콘 영역(226)이 요구되지 않을 것이다. 단지 제 2 게이트 G2(134)만을 사용하는 것은 NPN 트랜지스터(131)의 SiGe 베이스(214)를 통하여 흐르는 측면 (트리거) 전류로 인하여, 제 1 게이트 G1(134)를 사용함으로써 발생할 수 있는 임의의 잠재적 가열 문제를 방지한다.Additionally, in some ESD protection applications, the gate may be omitted entirely, or a single gate or two gates (ie, gates G1 or G2) may be required based on the circuitry of the IC 100 to be protected. For example, referring to FIG. 1A, only second gate G2 136 is used to trigger SCR 103 when protection against an ESD event occurs at pad 104. As such, the P + polysilicon region 226 forming the first gate G1 will not be required. Using only the second gate G2 134 is any potential that may arise by using the first gate G1 134 due to the side (trigger) current flowing through the SiGe base 214 of the NPN transistor 131. Prevent heating problems.

유사하게, 도 1B를 참조하면, 단지 제 1 게이트 G1(134)만이 SCR(103)을 트리거링하기 위하여 사용된다. 그렇기 때문에, 제 2 게이트 G2를 형성하는 N+ 영역(210) 및 N+ 싱커 영역(206)은 요구되지 않을 것이다. 사용되지 않는 게이트를 제거하므로 ESD 보호 장치(102)는 보다 콤팩트한 레이아웃을 갖게 된다. 부가하여, 트리거 게이트 G1(136)는 고효율 HBT 베이스 영역 안으로 트리거 전류를 주입하는 간단하고 직접적인 방법이고, 또한 측면 PNP 트랜지스터(132)를 트리거링하기 위하여 제 2 게이트 G2(134)를 사용하는 것과 비교하여 SCR(102)의 트리거 속도를 감소시킨다.Similarly, referring to FIG. 1B, only the first gate G1 134 is used to trigger the SCR 103. As such, the N + region 210 and N + sinker region 206 forming the second gate G2 will not be required. By eliminating unused gates, the ESD protection device 102 has a more compact layout. In addition, trigger gate G1 136 is a simple and direct way to inject the trigger current into the high efficiency HBT base region, and also compared to using second gate G2 134 to trigger the side PNP transistor 132. Reduce the trigger speed of the SCR 102.

그러나, 두 게이트 G1(134) 및 G2(136)는 또한 독립적인 트리거 장치(105)에 연결을 제공하기 위하여 구현될 수 있다. 특히, 각각의 게이트가 SCR(103)을 트리거링하고 서로 다른 유형의 ESD 사고로부터 보호하기 위하여 사용될 수 있는 경우가 존재한다. 상기 ESD 사고는 특정한 패드에서 발생하는 양의 ESD 사고 또는 음의 ESD 사고를 포함할 수 있고, ESD 사고는 다른 것들 가운데 기능 회로(101)의 서로 다른 컴포넌트에서 발생한다.However, two gates G1 134 and G2 136 may also be implemented to provide a connection to an independent trigger device 105. In particular, there are cases where each gate can be used to trigger the SCR 103 and protect it from different types of ESD events. The ESD event may include a positive ESD event or a negative ESD event occurring at a particular pad, which occurs in different components of the functional circuit 101 among others.

전술한 것처럼, SCR(103)의 서로 다른 실시예에서, 트리거 게이트는 완전히 제거될 수 있다. 두 게이트를 제거하면, N+ 싱커 영역(506), N+ G2 영역(510), 및 P+ 베이스 폴리 실리콘(522)이 더 이상 요구되지 않기 때문에 IC 레이아웃이 보다 콤팩트해질 수 있다. 두 게이트 G1 및 G2의 생략은 SCR의 트리거 전압이 N-에피(epi)와 P 베이스 층(SiGe) 사이에 이형접합의 애벌란치 항복(avalanche breakdown)에 의해 결정될 수 있는 경우에 적용될 수 있다.As mentioned above, in different embodiments of the SCR 103, the trigger gate can be completely removed. Removing both gates, the IC layout can be made more compact because the N + sinker region 506, N + G2 region 510, and P + base polysilicon 522 are no longer required. Omission of both gates G1 and G2 may be applied where the trigger voltage of the SCR can be determined by avalanche breakdown of the heterojunction between the N-epi and P base layer SiGe.

도 5A 및 도 5B는 다이오드 트리거 장치(105)의 제 1 실시예를 단면도를 도시한다. 전술한 것처럼, SCR은 외부 온-칩 트리거 장치(105)에 의하여 턴온(즉, 트리거링)될 수 있다. SCR(103)와 트리거 장치(105)는 둘 다 임의의 통합 컴포넌트 또는 공유 컴포넌트를 가질 수 없기 때문에, 트리거 장치(105)는 SCR에 대하여 외부에 존재한다. 도 5-도 9에서 설명되는 트리거 장치는 제 1 P 도핑 영역(214)에 SiGe 격자 구조를 이용하는 SCR 실시예에 사용된다. 즉, 도 5-도 9의 트리거 장치는 수직 NPN 트랜지스터(131)가 이형접합 바이폴라 트랜지스터(HBT)인 경우에 사용될 수 있다.5A and 5B show a cross-sectional view of a first embodiment of a diode trigger device 105. As described above, the SCR may be turned on (ie triggered) by the external on-chip trigger device 105. Since the SCR 103 and the trigger device 105 cannot both have any integrated or shared components, the trigger device 105 is external to the SCR. The triggering device described in FIGS. 5-9 is used in an SCR embodiment using a SiGe lattice structure in the first P doped region 214. That is, the trigger device of FIGS. 5-9 can be used when the vertical NPN transistor 131 is a heterojunction bipolar transistor (HBT).

예시적인 트리거 장치(105)(도 5A 및 도 5B에 둘 다 도시)는 이형접합 트랜지스터(HBT)의 베이스(B) 항복에 콜렉터(C)를 이용하는 이형접합 다이오드(HBD) 트리거 장치(105)이다. 특히, HBD 트리거 장치(105)는, 이상에서 SCR(103)과 관련하여 설명된 것처럼, P형 기판(203), 매립된 N 도핑층(이하, "매립층 N형(buried layer N-type; BLN)"으로서 언급됨)(505), N-에피택셜 층(508), 및 적어도 하나의 N+ 싱커 영역(506)을 포함하는 도핑 층의 스택을 포함한다. HBD 트리거 장치(105)는 또한 SiGe 도핑 영역(514), 적어도 하나의 N+ 확산 영역(510), 및 적어도 하나의 P+ 폴리 베이스 영역(522)을 포함한다.Exemplary trigger device 105 (both shown in FIGS. 5A and 5B) is a heterojunction diode (HBD) trigger device 105 that employs a collector C to the base B breakdown of the heterojunction transistor HBT. . In particular, the HBD trigger device 105, as described above with respect to the SCR 103, includes a P-type substrate 203, a buried N doped layer (hereinafter referred to as a " buried layer N-type (BLN). 505), an N-epitaxial layer 508, and at least one N + sinker region 506. The HBD trigger device 105 also includes a SiGe doped region 514, at least one N + diffusion region 510, and at least one P + poly base region 522.

트리거 장치(105)의 구조는 SCR(103)의 구조와 많은 면에서 유사하다. 특히, 실리콘 P 기판(203) 상에 고전도 BLN(505)이 형성된다. N-에피택셜 층(508)은 BLN(205) 위에 형성된다. N-에피 층(508)의 측면 절연은 다른 것들 가운데 실리콘 다이옥사이드(SiO2)와 같은, 깊은 트렌치 절연 링에 의해 제공된다.The structure of the trigger device 105 is similar in many respects to that of the SCR 103. In particular, high conductivity BLN 505 is formed on silicon P substrate 203. N-epitaxial layer 508 is formed over BLN 205. Side insulation of the N-epi layer 508 is provided by a deep trench isolation ring, such as silicon dioxide (SiO 2 ), among others.

깊은 고 N 도핑 영역(즉, N+ 싱커 영역(5061및 5062(집합적으로, N+ 싱커 영역(506))은 SCR(103)과 관련하여 앞서 설명된 것처럼 N형 도핑제(dopant)를 주입함으로써 DTI(519)에 근접하여 형성된다. 그렇기 때문에, N-에피 층(508)은 BLN(205) 위에 그리고 N+ 싱커 영역들(506) 사이에 형성된다. N+ 싱커 영역(506)은 N+ 확산 영역(510)으로부터 아래로 BLN(505)에 저저항(low-ohmic) 연결을 형성하기 위하여 사용된다. 얕은 트렌치 절연(STI)(518)은 SCR(103)과 관련하여 이상에서 설명한 것처럼 고도핑된 영역들(예를 들어, N+ 확산 영역(510) 및 SiGe P 도핑 영역(514))의 형성(예를 들어, 주입)을 위해 지정된 영역들을 구분하기 위하여 사용된다.Deep high N doping regions (i.e., N + sinker regions 506 1 and 506 2 (collectively, N + sinker regions 506) inject N-type dopants as described above with respect to SCR 103). Thereby forming in proximity to the DTI 519. Thus, an N-epi layer 508 is formed over the BLN 205 and between the N + sinker regions 506. The N + sinker region 506 is an N + diffusion region. It is used to form a low-ohmic connection to BLN 505 down from 510. Shallow trench isolation (STI) 518 is highly doped as described above with respect to SCR 103. Used to distinguish regions designated for formation (eg implantation) of regions (eg, N + diffusion region 510 and SiGe P doped region 514).

N+ 주입 및 어닐링(annealling) 단계들은 고도핑 N+ 영역(510)을 형성하기 위하여 이하의 STI 영역 형성을 수행한다. 주입 동안, N+ 확산 영역(5101및 5102(집합적으로, N+ 확산 영역(510))은 각각의 N+ 싱커 영역(506) 위에 제공되고, 이형접합 다이오드의 캐소드(532)(HBT의 콜렉터 콘택과 동등)를 형성한다.N + implanting and annealing steps perform the following STI region formation to form a high doping N + region 510. During implantation, N + diffusion regions 510 1 and 510 2 (collectively, N + diffusion regions 510) are provided over each N + sinker region 506, and the cathode 532 of the heterojunction diode (collector contact of the HBT) Equivalent to).

도 5A 및 도 5B에서, STI 영역(5181및 5182)은 N+ 확산 영역(5101)을 절연시키는 반면, STI 영역(5183및 5184)는 N+ 확산 영역(5102)을 절연시킨다. 더욱이, N-에피 층 영역(509)은 STI 영역들(5182및 5183) 사이에 유지된다. 부가하여, SiGe P 도핑 영역(514)은 STI 영역(5182및 5183)에 인접하여 N-에피 층 영역(509) 위에 넓게 증착된다.5A and 5B, STI regions 518 1 and 518 2 insulate N + diffusion regions 510 1 , while STI regions 518 3 and 518 4 insulate N + diffusion regions 510 2 . Moreover, N-epi layer region 509 is maintained between STI regions 518 2 and 518 3 . In addition, a SiGe P doped region 514 is deposited over the N-epi layer region 509 adjacent to the STI regions 518 2 and 518 3 .

도 5A에서, P+ 베이스 폴리 실리콘 영역(522)은 P 도핑 영역(514) 위에 형성되고, 이것은 집합적으로 HBD(105)의 애노드(534)(HBT의 베이스 콘택과 동등)를 형성한다. 도 5A의 일 실시예에서, P+ 베이스 폴리 실리콘 영역(522)은 P 도핑 영역(514) 및 N-에피 층(508) 위에 집중된다. 즉, 애노드(534)는 활성 SiGe P 도핑 영역(514) 위에 직접적인 콘택을 갖는다.In FIG. 5A, P + base polysilicon region 522 is formed over P doped region 514, which collectively forms an anode 534 (equivalent to the base contact of HBT) of HBD 105. In one embodiment of FIG. 5A, P + base polysilicon region 522 is concentrated over P doped region 514 and N-epi layer 508. That is, anode 534 has a direct contact over active SiGe P doped region 514.

도 5B에서, P+ 베이스 폴리실리콘 영역(522)은 두 개의 영역(5221, 5222)으로 나뉘고 각 P+ 베이스 폴리실리콘 영역(522)은 P 도핑 영역(514) 상에 측면으로 그리고 SiGe P 도핑 영역(514) 아래에 형성된 STI(518) 위에 형성된다. 이로서, 애노드(534)는 간접적으로 액티브 접합에 접촉하기 때문에, P 베이스 폴리실리콘 영역(5221, 5222)들은 액티브 SiGe P 도핑 영역(514) 측면에 위치한다. 실시예 중 어느 쪽이든, 높은 도핑 영역(N+ 확산 및 P+ 베이스 폴리실리콘 영역(510, 522)은 SCR(103)에 관하여 상술한 바와 같이 선택적으로 실리사이드일 수 있음을 주목할 필요가 있다.In FIG. 5B, the P + base polysilicon region 522 is divided into two regions 522 1 , 522 2 and each P + base polysilicon region 522 is laterally on the P doped region 514 and a SiGe P doped region. 514 is formed above the STI 518 formed below. As such, since the anode 534 indirectly contacts the active junction, the P base polysilicon regions 522 1 , 522 2 are located on the side of the active SiGe P doped region 514. In either of the embodiments, it should be noted that the high doped regions (N + diffusion and P + base polysilicon regions 510, 522 may optionally be silicides as described above with respect to SCR 103).

실제적으로 트리거 디바이스 레이아웃 내에서 현재 에미터 접촉 영역이 없음을 주목할 필요가 있다. 에미터 접촉 영역의 생략은 버티컬 전류가 금속화, 접촉, 실리사이드 층(520), 및 P+ 베이스 폴리실리콘 영역(522)을 통해 흐르고, 박막 SiGe 베이스 층(514) 안으로 흐를 수 있도록 한다. 이로서, SiGe P 도핑 영역(베이스)(514)은 HBD(105)의 애노드를 형성하고, 한편, N+ 확산 영역(5101, 5102)들, N+ 싱커 영역(5061, 5062)들, 및 N-epi층(508)은 HBD(105)의 캐소드를 형성한다.보다 주목할 것은 고농도로 도핑된 BLN(505), N+ 싱커 영역(506), 및 N+ 확산 영역(510)(실리사이드 층(520) 포함)이 캐소드 터미널(532)로 저-저항(low-resistive) 연결을 보장한다는 것이다.Note that in practice there is no current emitter contact area within the trigger device layout. Omission of the emitter contact region allows the vertical current to flow through the metallization, contact, silicide layer 520, and P + base polysilicon region 522 and into the thin film SiGe base layer 514. As such, SiGe P doped region (base) 514 forms an anode of HBD 105, while N + diffusion regions 510 1 , 510 2 , N + sinker regions 506 1 , 506 2 , and N-epi layer 508 forms the cathode of HBD 105. More particularly, highly doped BLN 505, N + sinker region 506, and N + diffusion region 510 (silicide layer 520) To ensure a low-resistive connection to the cathode terminal 532.

트리거 다이오드(105)의 역 브레이크 다운은 SiGe P-베이스와 N-epi 층 영역(50) 사이 아래에 배치된 P-N 접합에서 발생한다. 전형적으로, HBD의 브레이크 다운 전압은 6 내지 9 볼트 사이 영역에 있다. ESD 이벤트 동안, 일단 브레이크 다운 문턱 전압이 충족되면, 트리거 다이오드(105)가 도통되고, SCR(103)을 트리거하는 SCR(103)의 게이트(134 또는 136)에 트리거 전류를 공급한다.Reverse breakdown of the trigger diode 105 occurs at the P-N junction disposed below between the SiGe P-base and the N-epi layer region 50. Typically, the breakdown voltage of the HBD is in the region between 6 and 9 volts. During an ESD event, once the breakdown threshold voltage is met, the trigger diode 105 is turned on and supplies a trigger current to the gate 134 or 136 of the SCR 103 that triggers the SCR 103.

N-epi 층(508)이 가볍게 도핑(예를 들어 도핑 농도는 대략 1016내지 1017atoms/cm-3)되어 있기 때문에 접합 커패시턴스는 매우 낮다는 점을 주목해야 한다. N-epi 층(508) 내에서의 낮은 레벨 도핑은 N-epi 층의 실리콘으로 다이오드의 공핍 층이 확장되게 한다. 보다 긴 공핍층 폭은 낮은 접합 커패시턴스에 의한 것이다.It should be noted that the junction capacitance is very low because the N-epi layer 508 is lightly doped (eg doping concentration is approximately 10 16 to 10 17 atoms / cm −3 ). Low level doping in the N-epi layer 508 causes the depletion layer of the diode to expand into the silicon of the N-epi layer. Longer depletion layer widths are due to lower junction capacitance.

도 5A 및 5B의 대체적 실시예에서, N-웰 영역(507)(가상으로 그려진)은 N-에피택셜 층에 형성된다. N-웰(507)은 SiGe P 도핑 영역(514) 아래에 형성된다. 특히, N-웰(507)은 N+ 확산 영역(510) 아래의 DTI 영역(519) 사이에 측면으로 확장된다. 따라서, N+ 싱커 영역(506)은 더 이상 요구되지 않는다. N-웰(507)은 접합의 N-측에서 도핑 농도(예를 들어, 1018 atoms/cm-3)를 증가시킴으로써 더 낮은 트리거 전압이 제공된다. 보다 높은 도핑 농도는 높은 전기장 세기 때문에 전압이 떨어지는 짧은 공핍층 폭을 야기한다. 후자는 높은 애벌런치 증가 팩터 및 낮은 브레이크 다운 전압에 이르게 된다.In alternative embodiments of FIGS. 5A and 5B, N-well regions 507 (virtually drawn) are formed in the N-epitaxial layer. N-well 507 is formed under SiGe P doped region 514. In particular, the N-well 507 extends laterally between the DTI regions 519 below the N + diffusion regions 510. Thus, N + sinker region 506 is no longer required. N-well 507 is provided with a lower trigger voltage by increasing the doping concentration (eg, 1018 atoms / cm-3) at the N-side of the junction. Higher doping concentrations lead to shorter depletion layer widths where the voltage drops due to high electric field strength. The latter leads to a high avalanche increase factor and low breakdown voltage.

도 8A 내지 8C에는 도 6 및 7에 도시된 트리거 디바이스의 전형적 실시예에 대한 개략도가 도시되어 있다. 각 개략도에는 트리거 디바이스(105)가 IC(100) 상의 기능적 회로소자를 보호하는 ESD 보호 디바이스(102)가 집합적으로 형성된 SCR에 결합되어 있는 것을 도시한다. 게다가, 외부 온-칩 레지스터(802)는 노드(136)에서 트리거링 디바이스(105)로부터 그라운드(112)로 결합된다.8A-8C show schematic diagrams of an exemplary embodiment of the trigger device shown in FIGS. 6 and 7. Each schematic diagram shows that the trigger device 105 is coupled to an SCR collectively formed with an ESD protection device 102 that protects the functional circuitry on the IC 100. In addition, an external on-chip register 802 is coupled from the triggering device 105 to ground 112 at node 136.

도 6에는 본 발명의 트리거 디바이스(105)의 제 2 실시예의 횡단면을 도시한다. 도 8A는 단락된 베이스-에미터를 가지는 이질접합 바이폴라 트랜지스터 HBT(105)의 컬렉터-베이스 다이오드를 나타낸다. 도 8B는 개방형 베이스(open base)를 가지는 컬렉터-에미터 디바이스를 나타낸다. 도 6에 도시된 구조는 베이스 터미널이 외부적으로 어떻게 연결되는 가에 따라, 도 8A와 8B에 도시된 구성 중 어느 것이든 사용될 수 있다.6 shows a cross section of a second embodiment of the trigger device 105 of the present invention. 8A shows a collector-base diode of a heterojunction bipolar transistor HBT 105 having a shorted base-emitter. 8B shows a collector-emitter device with an open base. The structure shown in FIG. 6 can be used in any of the configurations shown in FIGS. 8A and 8B, depending on how the base terminal is externally connected.

특히, 도 6에는 이질 바이폴라 트랜지스터(HBT)의 컬렉터-에미터 브레이크 다운을 이용하는 SiGe SCR 용 트리거 디바이스(105)를 도시한다. 도 6은 N+ 에미터 영역(602)이 SiGe P 도핑 영역 그리고 P 베이스 폴리실리콘 영역(5221, 5222)들 사이에 형성된 것을 제외하곤 도 5B에 도시된 것과 구조적으로 동일하다. 보다 상세하게는, 절연층(624)은 N+ 에미터 영역(602)과 P 베이스 폴리실리콘 영역(5221, 5222)들 사이에 형성된다. 이와 같이, SCR(103)에 대해 상술한 바와 같이, 에미터 개구(630)는 N+ 에미터 영역(602) 아래 그리고 절연층(624)의 에지 내에 규정된다.In particular, FIG. 6 shows a trigger device 105 for a SiGe SCR utilizing a collector-emitter breakdown of a heterogeneous bipolar transistor (HBT). FIG. 6 is structurally identical to that shown in FIG. 5B except that an N + emitter region 602 is formed between the SiGe P doped region and the P base polysilicon regions 522 1 , 522 2 . More specifically, insulating layer 624 is formed between N + emitter region 602 and P base polysilicon regions 522 1 , 522 2 . As such, as described above with respect to SCR 103, emitter opening 630 is defined below the N + emitter region 602 and within the edge of insulating layer 624.

N+ 에미터 영역(602)이 트리거 디바이스(105)로 결합되는 장점 중 하나는 트리거 전압을 줄이는 것이다. 게다가, N+ 에미터 영역(602)은 내부 전류가 증폭되기 때문에 본질적으로 보다 견고한 트리거 구성요소를 제공하고, 뿐만 아니라 버티컬 전류는 에미터로부터 컬렉터로 흐른다. 컬렉터가 ESD 보호 회로에서 높은 전위에 얽매이고, 한편 베이스와 에미터 모두가 HBT SCR(103)의 낮은 전위(예를 들어, 게이트 G1(136))에 결합되는 것은 주목할 필요가 있다.One of the advantages of combining the N + emitter region 602 into the trigger device 105 is to reduce the trigger voltage. In addition, the N + emitter region 602 essentially provides a more robust trigger component because the internal current is amplified, as well as the vertical current flows from the emitter to the collector. It is noteworthy that the collector is tied to a high potential in the ESD protection circuit, while both the base and emitter are coupled to the low potential of the HBT SCR 103 (eg, gate G1 136).

도 6의 대체적 실시예에서, N-웰(604)(가상으로 도시한)은 도 5A 및 5B에서 기재된 것과 유사한 방식으로 제공된다. 도 5A 및 5B에서 상술한 바와 동일한 방식으로 접합의 N 측에서 도핑 농도(예를 들어 1018atoms/cm3)를 증가함으로써 N-웰(604)은 N-epi 층(508)으로 더 낮은 트리거 전압을 제공한다.In the alternative embodiment of FIG. 6, N-well 604 (shown virtually) is provided in a manner similar to that described in FIGS. 5A and 5B. By increasing the doping concentration (eg 10 18 atoms / cm 3 ) on the N side of the junction in the same manner as described above in FIGS. 5A and 5B, the N-well 604 triggers lower to the N-epi layer 508 Provide the voltage.

상술한 바와 같이, 도 6에 도시된 구조는 외부적으로 에미터(도 8A) 또는 플로우팅(도 8B)에 결합된 베이스를 가질 수 있다. 컬렉터-베이스 브레이크 다운(도 5A 및 5B)을 가지는 구조상에 결합된(도 8A 및 8B) 에미터를 가지는 구조의 장점은 상기한 바와 같이, 보다 견고한 트리거 디바이스라는 점이다. 베이스-에미터(도 8A)를 단락하는 것은 브레이크 다운 그리고 전형적으로 6 내지 9볼트인 ESD 보호 디바이스(102)에 대한 트리거링 전압을 야기한다. 플로우팅 베이스(도 8B)는 전형적으로 4 내지 7볼트로 낮은 브레이크 다운 전압을 야기한다. 특정된 응용에 필요한 트리거 전압에 따라, 적절한 버전(도 8A 또는 8B)이 선택될 수 있다.As discussed above, the structure shown in FIG. 6 may have a base externally coupled to an emitter (FIG. 8A) or floating (FIG. 8B). The advantage of the structure having an emitter coupled to the structure with collector-base breakdown (FIGS. 5A and 5B) (FIGS. 8A and 8B) is that as described above, it is a more robust trigger device. Shorting the base-emitter (FIG. 8A) causes a breakdown and triggering voltage for ESD protection device 102, which is typically 6-9 volts. The floating base (Figure 8B) typically results in a low breakdown voltage at 4-7 volts. Depending on the trigger voltage required for the specified application, an appropriate version (Figure 8A or 8B) can be selected.

도 7에는 본 발명의 트리거 디바이스(105)의 제 2 실시예의 횡단면을 도시하고 있으며, 도 8C에는 도 7에 도시된 바와 같이, 개방형 컬렉터를 가지는 에미터 베이스 다이오드를 나타낸다.7 shows a cross section of a second embodiment of the trigger device 105 of the present invention, and FIG. 8C shows an emitter base diode having an open collector, as shown in FIG. 7.

도 7을 참조하면서, 에미터-베이스 다이오드 트리거 디바이스는 이질 접합 바이폴라 트랜지스터(HBT)의 베이스-에미터 브레이크 다운을 이용하는 SiGe SCR이다. 도 5 및 6의 다른 트리거 디바이스 실시예에 대해 상술한 바와 같이, 특히, BLN(505) 및 N-epitaxial 층(508)은 P-기판(203) 상에 배치되어 있다.Referring to FIG. 7, the emitter-base diode trigger device is a SiGe SCR utilizing the base-emitter breakdown of a heterojunction bipolar transistor (HBT). As described above for the other trigger device embodiments of FIGS. 5 and 6, in particular, the BLN 505 and the N-epitaxial layer 508 are disposed on the P-substrate 203.

SiGe P-베이스 층(514)은 N-epi 층(508) 상에 형성된다. 그러나, STI(518)의 형성동안 구비되는 절연물질이 N-epi 층(508)상에 형성되어, N-epi 층(508)으로부터 SiGe P-베이스 층(514)을 격리시킨다. 이에 의해서, HBT의 베이스-컬렉터 접합은 트리거 디바이스(105)로부터 제거된다. 따라서, 트리거 디바이스(105)는 N+ 이미터 영역(602) 및 SiGe P-베이스 층(514) 사이에 형성된 베이스-이미터 다이오드를 포함한다.SiGe P-base layer 514 is formed on N-epi layer 508. However, an insulating material provided during the formation of the STI 518 is formed on the N-epi layer 508 to isolate the SiGe P-base layer 514 from the N-epi layer 508. By this, the base-collector junction of the HBT is removed from the trigger device 105. Thus, the trigger device 105 includes a base-emitter diode formed between the N + emitter region 602 and the SiGe P-base layer 514.

도 7의 실시예는 도 5A, 5B, 6, 8A, 및 8B의 실시예들보다 낮은 브레이크 다운 전압을 갖는다. 도 7의 낮은 브레이크 다운 전압은 고도의 P 도핑된 SiGe 베이스 영역(514) 및 고도로 도핑된 N+ 이미터 영역(602)에 의해 형성된 이형접합에 기인한다. 전술한 바와 같이, 도핑 레벨의 증가는 브레이크다운 전압을 감소시킨다. 도 7의 트리거 디바이스의 이미터 베이스 브레이크다운 전압은 통상적으로 4 내지 6 Volt 범위이다.The embodiment of FIG. 7 has a lower breakdown voltage than the embodiments of FIGS. 5A, 5B, 6, 8A, and 8B. The low breakdown voltage of FIG. 7 is due to the heterojunction formed by the highly P doped SiGe base region 514 and the highly doped N + emitter region 602. As mentioned above, increasing the doping level reduces the breakdown voltage. The emitter base breakdown voltage of the trigger device of FIG. 7 typically ranges from 4 to 6 Volt.

수평 PNP 트랜지스터와 접속된 수직 NPN 트랜지스터(131)를 포함하는 구조적 형성을 SCR(103)에 제공함으로써 SCR(103)의 턴온 시간을 감소시킨다. 특히, 분산된(즉, 수평) NPN 트랜지스터를 갖는 SCR과 비교할 때, SCR의 성능은 수직 NPN 트랜지스터(131)를 흐르는 고 전류에 의해서 개선된다. 더욱이, 실리콘-게르마늄 격자를 이용하여 수직 NPN 트랜지스터의 베이스를 제조함으로써 SiGe SCR(103)이 무선 장치와 같은 고주파 애플리케이션에 사용될 수 있게 한다. 특히, P-도핑된 SiGe 베이스는 그 하부에 있는 낮게 도핑된 N-epi 컬렉터 영역에 대하여 아주 낮은 접합 커패시턴스를 제공하고, 이는 RF 애플리케이션에 대하여 적합하다.Providing the SCR 103 with a structural formation comprising a vertical NPN transistor 131 connected with a horizontal PNP transistor reduces the turn-on time of the SCR 103. In particular, when compared to SCRs with distributed (ie horizontal) NPN transistors, the performance of the SCRs is improved by the high current flowing through the vertical NPN transistor 131. Moreover, fabricating the base of vertical NPN transistors using a silicon-germanium lattice allows the SiGe SCR 103 to be used in high frequency applications such as wireless devices. In particular, the P-doped SiGe base provides very low junction capacitance for the lower doped N-epi collector region underlying it, which is suitable for RF applications.

트리거링 디바이스(105)는 또한 SiGe 기술을 이용하여 제조될 수 있다. 특히, 이형접합 다이오드는 SCR의 게이트와 연결되어, 이형접합 다이오드의 역 브레이크다운 전압이 SCR에 대한 트리거 전압을 정의하게 한다. 비록 이형접합 트리거링 디바이스는 고주파 애플리케이션에 대하여 바람직하지만, 당업자는 SCR을 트리거링하기 위하여 다른 종류의 트리거링 디바이스가 본 발명에 따른 SCR(103)에 연결될 수 있다는 것을 이해할 것이다.The triggering device 105 may also be manufactured using SiGe technology. In particular, the heterojunction diode is connected to the gate of the SCR such that the reverse breakdown voltage of the heterojunction diode defines the trigger voltage for the SCR. Although heterojunction triggering devices are desirable for high frequency applications, those skilled in the art will appreciate that other types of triggering devices may be connected to the SCR 103 in accordance with the present invention to trigger the SCR.

도 5A, 5B, 6 및 7의 HDB 디바이스가 ESD-SCR을 위한 트리거 디바이스로서 사용되는 것에 대하여 설명하였다. 그러나, HBD 디바이스는 또한 ESD 보호 디바이스로서도 사용될 수 있다. 즉, 다이오드는 "반대 극성"을 갖는 ESD 펄스를 션트(shunt)하기 위해 적용될 수 있다. 여기서 반대 극성은 보호회로에 접속된 패드가 그라운드에 대하여 음의 ESD 펄스를 수신한다는 것을 의미한다. 이 경우, 다이오드(SCR은 아님)는 ESD 발생을 안전하게 방전시키는 도전성 경로를 제공할 것이다.The use of the HDB device of FIGS. 5A, 5B, 6 and 7 as a trigger device for an ESD-SCR has been described. However, HBD devices can also be used as ESD protection devices. That is, the diode can be applied to shunt an ESD pulse with "opposite polarity". The opposite polarity here means that the pad connected to the protection circuit receives a negative ESD pulse with respect to ground. In this case, the diode (but not SCR) will provide a conductive path that safely discharges ESD generation.

도 9는 션트 다이오드(902)에 연결된 도 1B의 SCR ESD 보호 디바이스를 도시한 것이다. 도 9는 반대 극성을 갖는 ESD 펄스를 션트시키기 위하여 션트 다이오드(902)를 이용하는 것을 도시한 것이다. 도 9는 트리거링 디바이스(105)가 다이오드이고, 션트 다이오드(902)가 패드(104) 및 SCR(103)의 애노드(122)에 연결되고, 또한 그라운드에 연결된다는 점에서 도 1과 유사하다. 특히, 트리거 다이오드(105)의 캐소드는 저항기(141)를 통해서 그라운드(112)에 연결되고, 트리거 다이오드(105)의 애노드는 패드(104)에 연결된다. 그리고, 션트 다이오드(902)의 캐소드는 그라운드(112)에 직접 연결되고, 션트 다이오드(902)의 애노드는 패드(104)에 연결된다.9 shows the SCR ESD protection device of FIG. 1B coupled to a shunt diode 902. 9 illustrates the use of a shunt diode 902 to shunt an ESD pulse having an opposite polarity. 9 is similar to FIG. 1 in that the triggering device 105 is a diode, and the shunt diode 902 is connected to the pad 104 and the anode 122 of the SCR 103 and also to ground. In particular, the cathode of the trigger diode 105 is connected to ground 112 via a resistor 141 and the anode of the trigger diode 105 is connected to the pad 104. The cathode of the shunt diode 902 is then directly connected to ground 112, and the anode of the shunt diode 902 is connected to the pad 104.

도 9에 도시된 형태의 애플리케이션을 위한 바람직한 실시예는 도 5A에 도시된 바와 같은 HBD 디바이스(500)이다. 도 5A에 도시된 실시예는 가장 낮은 포워드 온-리지스턴스(forward on-resistance)를 제공하는 직접적인 애노드(베이스) 콘택을 도시한 것으로, 포워드 온-리지스턴스는 콘택을 션트 엘리먼트로서 가장 적합하게 한다. 도 5A의 직접적 애노드(베이스) 콘택은, 전류의 흐름을 제한하는 간접적 애노드(베이스) 콘택을 이용하는 종래기술과는 달리, 이형접합에 최대의 전류가 흐르게 한다. 도 5B, 6 및 7에 도시된 다른 종류의 HBD 다이오드들도 또한 ESD 션트 디바이스로서 사용될 수 있지만, 이러한 실시예들은 SCR를 위한 트리거 디바이스로 사용되는 것이 보다 적합하다. 이러한 다른 종류의 HBD 다이오드는 높은 저항 및 낮은 전류 용량 때문에 성능이 낮지만, 전형적으로 낮은 브레이크다운 전압으로 인하여 트리거 디바이스로는 바람직하다.A preferred embodiment for an application of the type shown in FIG. 9 is an HBD device 500 as shown in FIG. 5A. The embodiment shown in FIG. 5A shows a direct anode (base) contact that provides the lowest forward on-resistance, with the forward on-resistance making the contact most suitable as a shunt element. . The direct anode (base) contact of Figure 5A, unlike the prior art, which uses an indirect anode (base) contact that limits the flow of current, allows the maximum current to flow through the heterojunction. Other types of HBD diodes shown in FIGS. 5B, 6 and 7 can also be used as ESD shunt devices, but these embodiments are more suitable to be used as trigger devices for SCR. These other types of HBD diodes have low performance due to their high resistance and low current capacity, but are typically desirable as trigger devices due to their low breakdown voltage.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 상기실시예들은 본 발명의 개시를 위한 것이고 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 수정이 가능하다는 것을 당업자는 알 것이다.While the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, it will be appreciated by those skilled in the art that the above embodiments are for the purpose of disclosure and that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

본 발명의 실리콘 제어 정류기(SCR)(103)를 구비한 정전 방전(ESD) 보호 장치(102)에 의해 종래와 비교하여 집적회로의 보호를 개선할 수 있다.The electrostatic discharge (ESD) protection device 102 provided with the silicon controlled rectifier (SCR) 103 of the present invention can improve the protection of the integrated circuit as compared with the prior art.

Claims (10)

실리콘 제어 정류기(SCR)를 구비한 정전 방전(ESD) 보호 장치(102)로서,An electrostatic discharge (ESD) protection device 102 having a silicon controlled rectifier (SCR), 기판(203);A substrate 203; 상기 기판 상에 배치된 N-도핑층(208);An N-doped layer 208 disposed on the substrate; 상기 N-도핑층 상에 배치된 제1 P-도핑 영역(214);A first P-doped region 214 disposed on the N-doped layer; 캐소드(124)를 형성하는 적어도 하나의 제1 N+ 도핑 영역(216)을 포함하는데, 상기 적어도 하나의 제1 N+ 도핑 영역은 상기 제1 P-도핑 영역 상에 배치되고 접지(112)에 연결되며, 상기 적어도 하나의 제1 N+ 도핑 영역, 상기 제1 P-도핑 영역 및 상기 N-도핑층은 상기 SCR의 수직 NPN 트랜지스터를 형성하며; 및At least one first N + doped region 216 forming a cathode 124, the at least one first N + doped region disposed on the first P-doped region and connected to ground 112; The at least one first N + doped region, the first P-doped region and the N-doped layer form a vertical NPN transistor of the SCR; And 상기 SCR의 애노드(122)를 형성하고 보호 패드(104)에 연결된 적어도 하나의 제2 P-도핑 영역(212)을 포함하며, 상기 적어도 하나의 제2 P-도핑 영역은 상기 N-도핑층 상에 배치되며, 상기 제1 P-도핑 영역에 대해 수평으로 배치되고, 상기 제1 P-도핑 영역으로부터 전기적으로 절연되며, 상기 적어도 하나의 제2 P-도핑 영역, 상기 N-도핑층 및 상기 제1 P-도핑 영역은 상기 SCR의 수평 PNP 트랜지스터(132)를 형성하는 정전 방전 보호 장치.At least one second P-doped region 212 forming an anode 122 of the SCR and connected to a protective pad 104, wherein the at least one second P-doped region is on the N-doped layer. A second P-doped region, the N-doped layer, and the first substrate; 1 P-doped region forming a horizontal PNP transistor (132) of the SCR. 제1항에 있어서, 상기 제1 P-도핑 영역은 P-도핑된 실리콘-게르마늄 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 방전 보호 장치.The electrostatic discharge protection device of claim 1, wherein the first P-doped region comprises a P-doped silicon-germanium material. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 P-도핑 영역은 실리콘-게르마늄 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 방전 보호 장치.The device of claim 1 or 2, wherein the at least one second P-doped region comprises a silicon-germanium material. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 P-도핑 영역에 전기적으로 연결된 제1 게이트(136)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 방전 보호 장치.The device of claim 1 or 2, further comprising a first gate (136) electrically connected to the first P-doped region. 제4항에 있어서, 상기 제1 게이트는 적어도 하나의 P+ 폴리실리콘 영역(226)을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 방전 보호 장치.5. The apparatus of claim 4, wherein said first gate comprises at least one P + polysilicon region (226). 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 N-도핑층에 전기적으로 연결된 제2 게이트(134)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 방전 보호 장치.The device of claim 1 or 2, further comprising a second gate (134) electrically connected to the N-doped layer. 제6항에 있어서, 상기 제2 게이트는 상기 N-도핑층 상에 배치된 적어도 하나의 제2 N+ 도핑 영역(210)을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 방전 보호 회로.7. The electrostatic discharge protection circuit of claim 6, wherein the second gate comprises at least one second N + doped region (210) disposed on the N-doped layer. 이질접합 다이오드를 구비한 정전 방전(ESD) 보호 장치로서,An electrostatic discharge (ESD) protection device having a heterojunction diode, 기판 상에 배치된 N-도핑층(508);An N-doped layer 508 disposed on the substrate; 상기 N-도핑층 상에 배치된 P-도핑 영역(514)을 포함하는데, 상기 N-도핑층 및 상기 P-도핑 영역은 수직 PN 다이오드를 형성하며;A P-doped region 514 disposed on said N-doped layer, said N-doped layer and said P-doped region forming a vertical PN diode; 상기 P-도핑 영역 상에 형성되고 상기 다이오드의 애노드(534)를 형성하는적어도 하나의 P+ 폴리실리콘 영역(522)을 포함하는데, 상기 적어도 하나의 P+ 폴리실리콘 영역은 상기 N-도핑층 상에 위치한 상기 P-도핑 영역의 일부의 바로 위에 형성되며;At least one P + polysilicon region 522 formed on the P-doped region and forming an anode 534 of the diode, wherein the at least one P + polysilicon region is located on the N-doped layer. Is formed directly over a portion of the P-doped region; 상기 N-도핑층 상에 배치되고 상기 다이오드의 캐소드(532)를 형성하는 적어도 하나의 N+ 도핑 영역(510);At least one N + doped region 510 disposed on the N-doped layer and forming a cathode 532 of the diode; 상기 적어도 하나의 N+ 도핑 영역과 상기 P 도핑 영역 사이에 형성된 얕은 트렌치 절연부(STI); 및A shallow trench isolation portion (STI) formed between the at least one N + doped region and the P doped region; And 상기 N-도핑층을 수평으로 절연시키는 깊은 트렌치 절연(DTI) 링을 포함하는 정전 방전 보호 장치.And a deep trench isolation (DTI) ring that horizontally insulates the N-doped layer. 정전 방전(ESD) 보호 장치로서,As an electrostatic discharge (ESD) protection device, 보호 회로(101)의 패드(104)에 연결된 애노드(122) 및 접지(112)에 연결된 캐소드(124)를 구비한 실리콘 제어 정류기(SCR)를 포함하며,A silicon controlled rectifier (SCR) having an anode 122 connected to the pad 104 of the protection circuit 101 and a cathode 124 connected to ground 112, 상기 SCR은 복수의 도핑 영역(203, 208, 214, 216)을 더 포함하며, 상기 도핑 영역들 중 적어도 하나는 실리콘-게르마늄 물질을 포함하는 정전 방전 보호 장치.The SCR further comprises a plurality of doped regions (203, 208, 214, 216), wherein at least one of the doped regions comprises a silicon-germanium material. 제9항에 있어서, 상기 SCR은,The method of claim 9, wherein the SCR, 제1 수직 트랜지스터(131); 및First vertical transistor 131; And 상기 제1 수직 트랜지스터에 연결된 제2 수평 트랜지스터(132)를 포함하며,상기 제1 수직 트랜지스터 및 상기 제2 수평 트랜지스터는 상기 SCR의 애노드 및 캐소드를 각각 형성하는 것을 특징으로 하는 정전 방전 보호 장치.And a second horizontal transistor (132) connected to the first vertical transistor, wherein the first vertical transistor and the second horizontal transistor form an anode and a cathode of the SCR, respectively.
KR1020030016877A 2002-09-10 2003-03-18 Electrostatic discharge protection silicon controlled rectifier(esd-scr) for silicon germanium technologies KR20040023477A (en)

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US10/238,699 2002-09-10
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9911822B2 (en) 2014-11-25 2018-03-06 Infineon Technologies Ag Method for manufacturing vertically integrated semiconductor device
KR20180031175A (en) * 2016-09-19 2018-03-28 주식회사 디비하이텍 Device for protecting ESD
EP3840058A1 (en) * 2019-12-20 2021-06-23 Nxp B.V. Semiconductor devices with a mixed crystal region

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101771043B (en) * 2010-01-19 2011-07-20 浙江大学 Complementary SCR structure triggered with assistance of Zener diode
CN102130155B (en) * 2010-01-20 2012-11-07 上海华虹Nec电子有限公司 Manufacturing method of silicon control rectifier structure
WO2012077581A1 (en) * 2010-12-06 2012-06-14 富士電機株式会社 Semiconductor device
US8642452B2 (en) * 2011-01-24 2014-02-04 International Business Machines Corporation Semiconductor-on-insulator device with asymmetric structure
CN103165681B (en) * 2011-12-09 2015-12-02 上海华虹宏力半导体制造有限公司 Clamp diode and manufacture method thereof
US8551841B2 (en) * 2012-01-06 2013-10-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. IO ESD device and methods for forming the same
CN103247616B (en) * 2012-02-14 2017-03-01 联华电子股份有限公司 Electrostatic discharge protective equipment
CN104241265B (en) * 2013-06-09 2017-05-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 Electrostatic discharge protection structure
US9412879B2 (en) 2013-07-18 2016-08-09 Texas Instruments Incorporated Integration of the silicon IMPATT diode in an analog technology
CN106206565B (en) * 2015-05-08 2019-04-23 创意电子股份有限公司 Diode and diode string circuit
CN106298966B (en) * 2015-05-25 2020-05-12 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 Semiconductor device, method of manufacturing the same, and electronic apparatus
KR101666753B1 (en) * 2015-06-18 2016-10-14 주식회사 동부하이텍 Semiconductor device and radio frequency module formed on high resistivity substrate
US9633993B1 (en) * 2016-04-01 2017-04-25 Texas Instruments Incorporated Bipolar SCR
CN107180858B (en) * 2017-05-22 2019-10-29 富芯微电子有限公司 A kind of silicon-controlled and its manufacturing method using heterojunction structure
CN109755174B (en) * 2019-01-23 2021-04-02 上海华虹宏力半导体制造有限公司 Deep trench isolation method for BCD device
CN115295531B (en) * 2022-10-09 2023-02-03 中芯越州集成电路制造(绍兴)有限公司 HBT device and protection circuit integrated structure and preparation method thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6304127B1 (en) * 1998-07-30 2001-10-16 Winbond Electronics Corp. Negative-voltage-trigger SCR with a stack-gate ESD transient switch
US6323074B1 (en) * 2000-04-24 2001-11-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company High voltage ESD protection device with very low snapback voltage by adding as a p+ diffusion and n-well to the NMOS drain
TW473977B (en) * 2000-10-27 2002-01-21 Vanguard Int Semiconduct Corp Low-voltage triggering electrostatic discharge protection device and the associated circuit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9911822B2 (en) 2014-11-25 2018-03-06 Infineon Technologies Ag Method for manufacturing vertically integrated semiconductor device
KR20180031175A (en) * 2016-09-19 2018-03-28 주식회사 디비하이텍 Device for protecting ESD
EP3840058A1 (en) * 2019-12-20 2021-06-23 Nxp B.V. Semiconductor devices with a mixed crystal region

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