[发明专利]半导体静电保护电路器件

说明书

一种半导体静电保护电路器件，包括：衬底、元件隔离绝缘膜、多个第一高浓度第一导电类型区、多个第一高浓度第二导电类型区和第二高浓度第一导电类型区。每个第一高浓度第二导电类型区形成在衬底上方的多个第二第一导电类型阱中的相应一个中；每个第一高浓度第一导电类型区形成在衬底上方的第二导电类型阱中；每两个相邻的第一高浓度第一导电类型区被一个第一高浓度第二导电类型区分开；器件的横截面中，元件隔离绝缘膜将多个第一高浓度第一导电类型区与多个第一高浓度第二导电类型区分开；多个第一高浓度第一导电类型区耦合到地电位；多个第一高浓度第二导电类型区耦合到I/O焊盘并连接到内部电路；第二高浓度第一导电类型区连接到触发器元件。

本申请是2013年1月22日提交的申请号为201310022737.9、发明名称为“半导体器件”之申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

通过引用将于2012年3月2日提交的日本专利申请No.2012-046825，包括说明书、附图和摘要以其整体合并于此。

背景技术

本发明涉及一种半导体器件，并且更具体地涉及具有静电保护电路的半导体器件。

随着CMOS(互补金属氧化物半导体)工艺的发展，半导体集成电路的构成元件已经变得对静电放电(ESD)更脆弱，并且怎样设计静电保护电路已经变得更重要。晶闸管元件(SCR：可控硅整流器)提供了每单位面积的高ESD保护性能并且是是已知有效的ESD保护元件。然而，为了晶闸管元件证明其性能潜力，小心地设计晶闸管元件布局是很重要的。

作为示例，日本专利No.4312696描述了具有晶闸管元件作为静电保护电路的半导体器件的布局。在日本专利No.4312696中描述的静电保护电路中，作为晶闸管元件阳极的两个高浓度p型区被设置在一个n型阱中(在下文中将晶闸管元件阳极称为“SCR阳极”)。在两个SCR阳极之间设置高浓度n型区作为用于与触发器元件连接的触发器TAP。另外，作为晶闸管元件阴极的高浓度n型区被设置在面对两个SCR阳极的p型阱的表面上(在下文中将晶闸管元件阴极称为“SCR阴极”)。

发明内容

本发明人已经进行了如下分析。

图7是示出了在日本专利No.4312696中描述的静电保护电路的布局的平面图。参照图7，静电保护电路包括n型阱NW11、和位于它两侧的p型阱PW10和PW12。在n型阱NW11的表面上形成高浓度p型区PP11a和PP11b。同样地，在两个SCR阳极之间，形成高浓度n型区NP11作为用于与触发器元件连接的触发器分接(触发器TAP)。此外，在p型阱PW10的表面上以面对SCR阳极(高浓度p型区PP11a)的方式形成高浓度n型区NP10作为SCR阴极。同样地，在p型阱PW12的表面上以面对SCR阳极(高浓度p型区PP11b)的方式形成高浓度n型区NP12作为SCR阴极。

在图7示出的静电保护电路中，当高于给定水平的电压被应用于触发器元件(未示出)时，如由虚线箭头所指示地，触发器电流I_trig从SCR阳极通过触发器TAP流至触发器元件(未示出)。然后激活晶闸管元件使得SCR电流I_SCR从SCR阳极流至SCR阴极，如由实线箭头所指示地。

为了增加ESD击穿电压，必须增加晶闸管元件有效宽度(W)。这里，“晶闸管元件的有效宽度”指SCR阳极和SCR阴极对的相对边长度的和。在图7示出的静电保护电路中，存在两对SCR阳极和SCR阴极。因此，当SCR阳极和SCR阴极的相对边的长度被表示为L时，晶闸管元件的有效宽度表示为2L(W＝2L)。

根据在日本专利4312696中描述的半导体集成器件，很难使得在静电保护电路布局中的长边尺寸(图7中竖直尺寸)不大于指定值(例如，大约30μm)。具体地，由于晶闸管元件布局的长宽比的自由度低，所以布局的长边可能是大的，导致布局面积增加。