TWI501374B - 超高壓元件構造之改良 - Google Patents

超高壓元件構造之改良 Download PDF

Info

Publication number
TWI501374B
TWI501374B TW100117241A TW100117241A TWI501374B TW I501374 B TWI501374 B TW I501374B TW 100117241 A TW100117241 A TW 100117241A TW 100117241 A TW100117241 A TW 100117241A TW I501374 B TWI501374 B TW I501374B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
region
high voltage
ultra
component
uhv
Prior art date
Application number
TW100117241A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201248824A (en
Inventor
Jian Hsing Lee
Tzu Cheng Kao
Hung Der Su
Original Assignee
Richtek Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Richtek Technology Corp filed Critical Richtek Technology Corp
Priority to TW100117241A priority Critical patent/TWI501374B/zh
Publication of TW201248824A publication Critical patent/TW201248824A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI501374B publication Critical patent/TWI501374B/zh

Links

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

超高壓元件構造之改良
本發明係有關一種半導體裝置，特別是關於一種超高壓(Ultra-High Voltage;UHV)元件。
在當前的技藝中，靜電放電(Electro-Static Discharge;ESD)已經成為半導體裝置的一項重要課題。經過縝密設計的積體電路，在製作為成品後，性能仍可能不符合原來的設計，其原因可能來自ESD能力。一般而言，晶圓廠提供的元件對ESD迫害是很脆弱的，為了得到需要的ESD性能，經常必須以特殊的佈局規則設計元件，但是這種作法會改變元件的電流-電壓特性(I-V characteristics)。
UHV元件需耐受的電壓高達200伏特(V)以上，因此需要高崩潰電壓的構造。圖1及圖2顯示UHV元件的典型構造，圖1係上視圖，圖2係沿著圖1中的AA線的剖面圖。在此構造中，P型基底10上有低壓P型井12及高壓N型井14，高壓N型井14用來放置高壓電路。連接地端的源極區16放在低壓P型井12中，連接高壓端的汲極區20放在高壓N型井14中，閘極24在源極區16和汲極區20之間的區域的上方。因為高電壓會引發強電場，所以在場氧化物(Field of OXide;FOX)22的下方有P型場環佈植(P-top implant)區18圍繞著汲極區20，以達成降低表面場(Reduced Surface Field;RESUF)效應。如圖1中所示，汲極區20在水平剖面上呈條狀，其末端202容易引起局部不均勻的電場分佈，當有ESD電流通過汲極區20時，會造成電流集中在末端202而導致局部高溫，因此汲極區20的末端202成了UHV元件的弱點。實驗驗證顯示，這種UHV元件的崩潰係發生在汲極區20的末端202，而且在施加例如1.5KV人體模型(Human Body Model;HBM)的ESD試驗時，汲極區20的末端202最容易毀壞。
參照圖1，雖然P型場環佈植區18與汲極區20的任何一處邊緣皆有相同的距離a，但是因為汲極區20的末端202在三個方向上被P型場環佈植區18圍繞，所以其受到二維雙倍RESUF效應，造成此處的電場比其他非末端204的電場更高，導致末端202的崩潰電壓較低，因而使得UHV元件的崩潰電壓下降。
本發明的目的，在於提出一種超高壓元件構造之改良，在不改變該超高壓元件之I-V特性的情況下，減少上述末端所受之二維雙倍RESUF效應。
根據本發明，一種超高壓元件構造包括電極區及場環佈植區在同一高壓井中，且該場環佈植區圍繞該電極區，其中，該場環佈植區距離該電極區之末端較非末端更遠。藉由增加場環佈植區與該電極區之末端之間的距離減少其所受之二維雙倍RESUF效應，因而消除該超高壓元件之弱點，且增加該超高壓元件之崩潰電壓，但不會改變該超高壓元件之I-V特性。
本發明的一個實施例如圖3及圖4所示，圖3係上視圖，圖4係沿著圖3中的AA線的剖面圖。此實施例係以圖1及圖2所示的構造為基礎而設計，將P型場環佈植區18拉離開汲極區20的末端202，因此其與末端202之間的距離b大於其與汲極區20的非末端204之間的距離a。較佳者，b2a。藉由增加P型場環佈植區18與末端202之間的距離減少末端202所受的二維雙倍RESUF效應，因而消除超高壓元件之弱點，且增加末端202的崩潰電壓，進而增加超高壓元件之崩潰電壓。在相同的實驗條件下，本發明的UHV元件耐受的HBM電壓可由1.5KV提高到3.5KV。更特別的是，P型場環佈植區22與汲極區20的末端202之間的距離由a增加為b，不會改變UHV元件的IV特性，而且這項距離的改變完全不影響UHV元件的製程。
雖然以特定構造的NMOS元件來解說本發明，但以上所教導的內容可以適用在其他構造或型態的UHV元件，上述實施例中的一些細節非對本發明的限定。
10．．．P型基底
12．．．低壓P型井
14．．．高壓N型井
16．．．源極區
18．．．P型場環佈植區
20．．．汲極區
202．．．汲極區的末端
204．．．汲極區的非末端
22．．．場氧化物
24．．．閘極
圖1係傳統的UHV元件的上視圖；
圖2係傳統的UHV元件的剖面圖；
圖3係本發明的UHV元件的上視圖；以及
圖4係本發明的UHV元件的剖面圖。
16．．．源極區
18．．．P型場環佈植區
20．．．汲極區
202．．．汲極區的末端
204．．．汲極區的非末端
22．．．場氧化物
24．．．閘極

Claims (2)

  1. 一種超高壓元件構造之改良，該構造包括電極區及場環佈植區在同一高壓井中，且該場環佈植區圍繞該電極區，其特徵在於：該場環佈植區距離該電極區之末端較非末端更遠，使該末端的崩潰電壓高於該非末端的崩潰電壓，以確保崩潰不發生於該末端。
  2. 如請求項1之超高壓元件構造之改良，其中該場環佈植區與該末端之間的距離為與該非末端之間的距離的兩倍或更多。
TW100117241A 2011-05-17 2011-05-17 超高壓元件構造之改良 TWI501374B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100117241A TWI501374B (zh) 2011-05-17 2011-05-17 超高壓元件構造之改良

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100117241A TWI501374B (zh) 2011-05-17 2011-05-17 超高壓元件構造之改良

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201248824A TW201248824A (en) 2012-12-01
TWI501374B true TWI501374B (zh) 2015-09-21

Family

ID=48138835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100117241A TWI501374B (zh) 2011-05-17 2011-05-17 超高壓元件構造之改良

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI501374B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201003912A (en) * 2008-07-09 2010-01-16 Taiwan Semiconductor Mfg Semiconductor structure
TW201017880A (en) * 2008-10-16 2010-05-01 Vanguard Int Semiconduct Corp Insulated gate bipolar transistor (IGBT) electrostatic discharge (ESD) protection devices

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201003912A (en) * 2008-07-09 2010-01-16 Taiwan Semiconductor Mfg Semiconductor structure
TW201017880A (en) * 2008-10-16 2010-05-01 Vanguard Int Semiconduct Corp Insulated gate bipolar transistor (IGBT) electrostatic discharge (ESD) protection devices

Also Published As

Publication number Publication date
TW201248824A (en) 2012-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102110686B (zh) 一种基于scr的集成电路静电保护器件
US8525300B2 (en) Tunable ESD protection device
US11417645B2 (en) Electrostatic discharge protection structure in a semiconductor device
US20130119433A1 (en) Isolation structure for esd device
CN108122904B (zh) 一种esd保护结构
CN100463177C (zh) 低触发电压硅控整流器和其电路
US11056482B2 (en) Semiconductor device with electrostatic discharge protection
CN105393363A (zh) 半导体器件及其制造方法
CN101789428B (zh) 一种内嵌pmos辅助触发可控硅结构
US9953970B2 (en) Semiconductor device having ESD protection structure
TWI501374B (zh) 超高壓元件構造之改良
TWI449150B (zh) 靜電放電保護元件結構
CN102623452B (zh) 静电防护器件及其制造工艺
TWI506784B (zh) 半導體元件
CN109300895B (zh) Ldmos-scr结构的esd保护器件
US8890250B2 (en) Electrostatic discharge protection structure
US20140231962A1 (en) Bipolar junction transistor and method of manufacturing the same
KR102454469B1 (ko) Esd 보호용 scr 소자
CN102938403B (zh) 一种用于esd保护的低压触发scr器件
US20170256643A1 (en) Ultra High Voltage Device
US10181466B2 (en) Electrostatic discharge protection apparatus and applications thereof
US20120007140A1 (en) ESD self protecting NLDMOS device and NLDMOS array
TWI550818B (zh) 靜電防護元件及其製造方法
TW201717351A (zh) 一種半導體裝置
TWI643309B (zh) 圖案化有靜電放電保護之電晶體及其製法