專利名稱：具有防護(hù)環(huán)控制電路的硅控整流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種在互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體晶體管元件中的硅控整流器，特別是有關(guān)一種連結(jié)修正橫向硅控整流器(PMSCR，bridging modified lateral siliconcontrolled rectifier having first conductivity type)。
(2)背景技術(shù)硅控整流器(SCR，silicon controlled rectifier)為一種已知的半導(dǎo)體閘流管(thyristors)。由于具有將高阻抗?fàn)顟B(tài)切換至低阻抗?fàn)顟B(tài)能力，因此廣泛地應(yīng)用于電源裝置上?；谕瑯拥睦碛桑蓪⒐杩卣髌鬟m當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)成一種非常有效的靜電放電保護(hù)電路。
參考圖1，具有保護(hù)環(huán)的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器(PMSCRwith guard ring structure，bridging modified lateral silicon controlledrectifier having first conductivity type with guard ring structure)110形成于底材100內(nèi)。具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器110包括具有第二導(dǎo)電性如N型的第一輕摻雜井區(qū)112及具有第一導(dǎo)電性如P型的第二輕摻雜井區(qū)114。一N+區(qū)域118形成于第一輕摻雜井區(qū)112內(nèi)并且電性耦接陽(yáng)極150，及一P+區(qū)域124形成于第二輕摻雜井區(qū)114，且電性耦接于陰極160。一P+區(qū)域120形成于第一輕摻雜井區(qū)112內(nèi)，并電性耦接于陽(yáng)極150。接著，一N+區(qū)域122形成在第二輕摻雜井區(qū)114內(nèi)，并電性耦接于陰極160。然后，一N+區(qū)域126形成于第一輕摻雜井區(qū)112內(nèi)并且電性耦接于陽(yáng)極150。一P+區(qū)域128形成于第一輕摻雜井區(qū)112與第二輕摻雜井區(qū)114之間，使得P+區(qū)域128位于N+區(qū)域126與N+區(qū)域122之間，并且使得P+區(qū)域128與位于第一輕摻雜井區(qū)112及第二輕摻雜井區(qū)114的接合面116重疊。
接著，一場(chǎng)隔離區(qū)130形成于第一輕摻雜井區(qū)112內(nèi)并位于N+區(qū)域118及P+區(qū)域120之間。然后，另一場(chǎng)隔離區(qū)132形成于第一輕摻雜井區(qū)112內(nèi)并位于P+區(qū)域120及N+區(qū)域126之間。然后，一場(chǎng)隔離區(qū)134形成于第一輕摻雜井區(qū)112內(nèi)，并位于N+區(qū)域126與P+區(qū)域128之間。接著，一場(chǎng)隔離區(qū)136形成于第二輕摻雜井區(qū)114內(nèi)，并位于P+區(qū)域128及N+區(qū)域122之間。然后，再一場(chǎng)隔離區(qū)138形成于第二輕摻雜井區(qū)，并位于N+區(qū)域122及P+區(qū)域124之間。
在具有保護(hù)環(huán)的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器110中，額外加入的N+區(qū)域126用來(lái)做為保護(hù)環(huán)并收集由陰極160流到陽(yáng)極150的電子，其保護(hù)環(huán)可以防止由過(guò)量電壓或是未過(guò)量電壓所產(chǎn)生的損害。因此，可以改善具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器110的功率摧毀免疫能力。但是，很不幸的是，修正橫向硅控整流器或具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器110中，當(dāng)硅控整流器引發(fā)的時(shí)候，保護(hù)環(huán)就會(huì)收集電子而導(dǎo)致其靜電放電的效能不佳。
參考圖2，是表示具有外加N井保護(hù)環(huán)214的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器210。具有外加N+井保護(hù)環(huán)214的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器210形成在一底材200內(nèi)。具有外加N+井保護(hù)環(huán)214的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器210包括具有第二導(dǎo)電性的第一輕摻雜井區(qū)212、具有第二導(dǎo)電性的第二輕摻雜井區(qū)214及具有第一導(dǎo)電性的第三輕摻雜井區(qū)216。第二輕摻雜井區(qū)214做為保護(hù)環(huán)以收集由陰極280傳送至陽(yáng)極260的電子。接著，N+區(qū)域224位于第一輕摻雜井區(qū)212并且電性耦接于陽(yáng)極260。然后，P+區(qū)226形成于第一輕摻雜井區(qū)212內(nèi)并電性耦接于陽(yáng)極260。一N+區(qū)域228形成于第三輕摻雜井區(qū)216，并電性耦接于陰極280。接下來(lái)，一P+區(qū)域230形成于第三輕摻雜井區(qū)216內(nèi)，且電性耦接于陰極280。然后，N+區(qū)域232取代具有N型保護(hù)環(huán)的具有第一導(dǎo)電性的連結(jié)修正橫向硅控整流器(在圖1中表示)110中的P+區(qū)域128，并形成于第二輕摻雜井區(qū)214內(nèi)且電性耦接于一高電位270。接著，一P+區(qū)域234取代在具有N型保護(hù)環(huán)的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器中的N+區(qū)域126，并形成于底材200與第一井區(qū)之間的第一接合面218重疊處。
然后，一場(chǎng)隔離區(qū)250形成于第一輕摻雜井區(qū)212內(nèi)，并位于N+區(qū)域224及P+區(qū)域226之間。一場(chǎng)隔離區(qū)252位于第一輕摻雜井區(qū)212內(nèi)，并位于P+區(qū)域226及P+區(qū)域234之間。一場(chǎng)隔離區(qū)254與部份底材200與第二輕摻雜區(qū)214的接合面220重疊。接著，一場(chǎng)隔離區(qū)256形成于第二輕摻雜井區(qū)214與第三輕摻雜井區(qū)216之間，且與部份的第二輕摻雜井區(qū)214與第三輕摻雜井區(qū)216的接合面222重疊。然后，一場(chǎng)隔離區(qū)258形成于第三輕摻雜井區(qū)216內(nèi)。如同具有N保護(hù)環(huán)的具有第一導(dǎo)電性的連結(jié)修正橫向硅控整流器110中的N保護(hù)環(huán)126的功能，N井保護(hù)環(huán)214是用來(lái)收集由陰極傳送至陽(yáng)極的電子。即當(dāng)硅控整流器引發(fā)時(shí)，功率損耗免疫能力可以改善，但是一相同或是不同的高電壓施于N井保護(hù)環(huán)214以收集電子時(shí)，其靜電放電效能會(huì)被降低。
在具有保護(hù)環(huán)的具有第一導(dǎo)電性連接修正橫向硅控整流器110(如圖1)或210(如圖2)中，當(dāng)陽(yáng)極(150或260)電位上升到N-井(112或212)與P+(128或234)接合面的崩潰電壓(Breakdown volrage)時(shí)，此接合面會(huì)產(chǎn)生大量的電子空穴對(duì)(Electron-hole pairs)，其中電子會(huì)受到高電位吸引而進(jìn)入陽(yáng)極(150或260)，空穴受低電位吸引而進(jìn)入陰極(160或280)；當(dāng)電子進(jìn)入陽(yáng)極(150或260)時(shí)，會(huì)啟動(dòng)寄生的PNP雙載子晶體管，因而對(duì)P-井(114或216)注入空穴；當(dāng)空穴進(jìn)入陰極(160或280)時(shí)，會(huì)啟動(dòng)寄生的NPN雙載子晶體管，因而對(duì)N-井(112或212)注入電子；因此，這兩個(gè)雙載子晶體管會(huì)互相啟動(dòng)對(duì)方而產(chǎn)生正回饋，最后就發(fā)生突然回返(Snapback)而進(jìn)入低阻抗的維持(Holding)區(qū)間。若在靜電放電情形(ESD Event)中，此維持區(qū)間可有效地排掉(bypass)靜電放電電流(ESD current)。而N+126或N-井214保護(hù)環(huán)可以用來(lái)收集電子，以防止電子流入陽(yáng)極(150或260)而造成PNP雙載子晶體管啟動(dòng)，進(jìn)而避免進(jìn)入維持區(qū)而造成功率摧毀的問(wèn)題；但是在靜電放電情形下，卻因不易進(jìn)入維持區(qū)間而造成其靜電放電防護(hù)效果變差。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，利用控制電路控制的N型保護(hù)環(huán)，使得高阻抗/低阻抗是由靜電放電情形(ESD event，electrostatic discharge event)來(lái)決定。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，由控制電路所控制的N型保護(hù)環(huán)，使得高阻抗/低阻抗由正常操作來(lái)決定，并使得功率摧毀免疫能力可以改善。
本發(fā)明的又一目的是提供一種具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，利用控制電路控制N型保護(hù)環(huán)，使得當(dāng)硅控整流器引發(fā)時(shí)，控制N型保護(hù)環(huán)不會(huì)發(fā)生作用并且不會(huì)收集電子。
根據(jù)本發(fā)明一方面的一種具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，其特點(diǎn)是，包括一具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器，包括具有一第二導(dǎo)電性的一第一輕摻雜井區(qū)及具有該第一導(dǎo)電性的一第二輕摻雜井區(qū)位于具有該第一導(dǎo)電性的一底材內(nèi)，其中該第二輕摻雜井區(qū)鄰近于該第一輕摻雜井區(qū)，且該第二導(dǎo)電性與該第一導(dǎo)電性相反；一第一節(jié)點(diǎn)，電性耦接于具有該第二導(dǎo)電性的一第一重?fù)诫s區(qū)及具有該第一導(dǎo)電性的該第二重?fù)诫s區(qū)，其中每一該重?fù)诫s區(qū)的濃度高于每一該輕摻雜井區(qū)；一第二節(jié)點(diǎn)，電性耦接于該具有該第一導(dǎo)電性的一第四重?fù)诫s區(qū)及具有該第二導(dǎo)電性的該第三重?fù)诫s區(qū)，其中該第二節(jié)點(diǎn)與該第一節(jié)點(diǎn)的電性相反；一控制保護(hù)環(huán)，位于該第一輕摻雜井區(qū)；一開(kāi)關(guān)，具有一第一端點(diǎn)及一第二端點(diǎn)，其中該第一端點(diǎn)電性耦接于該第一重?fù)诫s區(qū)及該第二端點(diǎn)電性耦接于該控制保護(hù)環(huán)；以及一控制電路，電性耦接于該開(kāi)關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的一種具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，其特點(diǎn)是，包括一具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器，包括具有一第二導(dǎo)電性的一第一輕摻雜井區(qū)、具有該第二導(dǎo)電性的一第二輕摻雜井區(qū)及具有該第一導(dǎo)電性的一第三輕摻雜井區(qū)位于具有該第一導(dǎo)電性的一底材內(nèi)，其中，該第三輕摻雜井區(qū)鄰近于該第二輕摻雜井區(qū)，且該第二導(dǎo)電性與該第一導(dǎo)電性相反；一第一節(jié)點(diǎn)，電性耦接于具有一第二導(dǎo)電性的一第一重?fù)诫s區(qū)及電性耦接于具有該第一導(dǎo)電性的該第二重?fù)诫s區(qū)，其中，每一該重?fù)诫s區(qū)的濃度高于每一該輕摻雜井區(qū)；一開(kāi)關(guān)，具有一端點(diǎn)，其中該端點(diǎn)電性耦接于該第五重?fù)诫s區(qū)；一第二節(jié)點(diǎn)，電性耦接于該開(kāi)關(guān)，其中，該第二節(jié)點(diǎn)與該第一節(jié)點(diǎn)的電性相同；一第三節(jié)點(diǎn)，電性耦接于具有該第一導(dǎo)電性的一第四重?fù)诫s區(qū)及電性耦接于具有該第二導(dǎo)電性的該第三重?fù)诫s區(qū)，其中，該第三節(jié)點(diǎn)與該第一節(jié)點(diǎn)及該第二節(jié)點(diǎn)的該電性相反；以及一控制電路，電性耦接于該開(kāi)關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明又一方面的具有控制保護(hù)井環(huán)的硅控整流器，其特點(diǎn)是，包括一底材具有一第一導(dǎo)電性，具有一第二導(dǎo)電性的一第一輕摻雜井區(qū)、具有該第二導(dǎo)電性的一第二輕摻雜井區(qū)及具有該第一導(dǎo)電性的一第三輕摻雜井區(qū)位于該底材內(nèi)并鄰近于該第二輕摻雜井區(qū)，其中，該第二導(dǎo)電性與該第一導(dǎo)電性相反；具有該第二導(dǎo)電性的一第一重?fù)诫s區(qū)位于該第一輕摻雜井區(qū)內(nèi)；具有該第一導(dǎo)電性的一第二重?fù)诫s區(qū)位于該第一輕摻雜井區(qū)內(nèi)；具有該第二導(dǎo)電性的一第三重?fù)诫s區(qū)位于該第三輕摻雜井區(qū)內(nèi)；具有該第一導(dǎo)電性的一第四重?fù)诫s區(qū)位于該第三輕摻雜井區(qū)內(nèi)；具有該第二導(dǎo)電性的一第五重?fù)诫s區(qū)位于該第二輕摻雜井區(qū)內(nèi)；具有該第一導(dǎo)電性的一第六重?fù)诫s區(qū)位于該底材與該第一輕摻雜井區(qū)之間，使得具有該第六重?fù)诫s區(qū)與部份該第一輕摻雜井區(qū)及該底材重疊；一第一節(jié)點(diǎn)，電性耦接于該第一重?fù)诫s區(qū)及電性耦接于該第二重?fù)诫s區(qū)；一開(kāi)關(guān)，具有一端點(diǎn)，其中，該端點(diǎn)電性耦接于該第五重?fù)诫s區(qū)；一第二節(jié)點(diǎn)，電性耦接于該開(kāi)關(guān)；一控制電路，電性耦接于該開(kāi)關(guān)；以及一第三節(jié)點(diǎn)，電性耦接于該第三重?fù)诫s區(qū)及電性耦接于該第四重?fù)诫s區(qū)。
本發(fā)明提供了一種具有控制保護(hù)環(huán)的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器(PMSCR with controlled guard ring，bridging modified lateral siliconcontrolled rectifier of first conductivity type with controlled guard ring)，其保護(hù)環(huán)由開(kāi)關(guān)(switch)，如金氧半導(dǎo)體晶體管(MOS transistor，metal oxidesemiconductor transistor)控制以收集電子或者是使保護(hù)環(huán)沒(méi)有任何作用。在正常操作時(shí)，開(kāi)關(guān)為低阻抗(即表示金氧半導(dǎo)體晶體管為開(kāi)啟狀態(tài))，其保護(hù)環(huán)呈現(xiàn)短路至陽(yáng)極或高電位，使得保護(hù)環(huán)可以收集電子并且可以增加功率摧毀免疫能力。此外，在靜電放電情形過(guò)程中，其開(kāi)關(guān)呈現(xiàn)高阻抗(其金氧半導(dǎo)體晶體管為關(guān)閉狀態(tài))，此時(shí)保護(hù)環(huán)沒(méi)有任何作用。因此，靜電放電效能不會(huì)被降低。
為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
(4)


圖1是表示傳統(tǒng)具有N保護(hù)環(huán)(N ring)的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器的截面示意圖；圖2是表示傳統(tǒng)具有N井保護(hù)環(huán)(N well ring)的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器的截面示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的具有控制N保護(hù)環(huán)(controlled N ring)的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器的截面示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的表示圖3結(jié)構(gòu)的電路布局的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的表示具有控制N井保護(hù)環(huán)(controlled N well ring)的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器的截面示意圖；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明的表示圖7的電路布局的示意圖。
(5)具體實(shí)施方式
參考圖3及圖4，圖3是表示具有控制N型保護(hù)環(huán)的第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器(PMSCR of first conductivity type with controlled N guardring structure)310，它形成在底材300內(nèi)，其中底材300具有第一導(dǎo)電性如P型，并包括第一輕摻雜井區(qū)312形成于底材300內(nèi)，且此第一輕摻雜井區(qū)312具有第二導(dǎo)電性，如N型。此外，第二輕摻雜井區(qū)314形成于底材300內(nèi)并鄰近于第一輕摻雜井區(qū)312，其中第二輕摻雜井區(qū)314具有第一導(dǎo)電性，如P型，且第一導(dǎo)電性與第二導(dǎo)電性的電性相反。
接著，具有第二導(dǎo)電性的第一重?fù)诫s區(qū)318形成在第一輕摻雜井區(qū)312，并且電性耦接于陽(yáng)極350。在本發(fā)明中，位于底材300內(nèi)的每一個(gè)重?fù)诫s區(qū)的濃度都高于每一輕摻雜井區(qū)的濃度。具有第一導(dǎo)電性的第二重?fù)诫s區(qū)320形成于第一輕摻雜井區(qū)312內(nèi)，并且電性耦接至陽(yáng)極350及開(kāi)關(guān)(switch)370的第一端點(diǎn)(terminal)372。其中，開(kāi)關(guān)370可以是金氧半導(dǎo)體晶體管(MOStransistor，metal oxide semiconductor transistor)，并且由一電阻電容電路(RC circuit，resistor-capacitor circuit)380(在圖4中表示)來(lái)控制開(kāi)關(guān)370的功能。接著，具有第二導(dǎo)電性的第三重?fù)诫s區(qū)322形成在第二輕摻雜井區(qū)314內(nèi)，且電性耦接于陰極360。
然后，具有第一導(dǎo)電性的第四重?fù)诫s區(qū)324形成在第二輕摻雜井區(qū)314內(nèi)，并且電性耦接于陰極360。接下來(lái)，作為保護(hù)環(huán)的具有第二導(dǎo)電性的第五重?fù)诫s區(qū)326形成于第一輕摻雜井區(qū)312，并電性耦接于開(kāi)關(guān)370的第二端點(diǎn)374。然后，具有第一導(dǎo)電性的第六重?fù)诫s區(qū)328形成在第一輕摻雜井區(qū)312與第二輕摻雜井區(qū)314之間，使得第六重?fù)诫s區(qū)328重疊于第一輕摻雜井區(qū)312及第二輕摻雜井區(qū)314的接合面(junction)316。然后，第一場(chǎng)隔離區(qū)330可以是溝渠隔離結(jié)構(gòu)(trench或isolation structure)或是場(chǎng)氧化區(qū)(fieldoxide region)形成在第一輕摻雜井區(qū)312內(nèi)，并位于第一重?fù)诫s區(qū)318與第二重?fù)诫s區(qū)320之間。接著，第二場(chǎng)隔離區(qū)332形成在第一輕摻雜井區(qū)312內(nèi)，并位于第二重?fù)诫s區(qū)320與第五重?fù)诫s區(qū)326之間。然后，第三場(chǎng)隔離區(qū)334形成于第一輕摻雜井區(qū)312內(nèi)，且位于第五重?fù)诫s區(qū)326及第六重?fù)诫s區(qū)328之間。接下來(lái)，第四場(chǎng)隔離區(qū)336形成于第二輕摻雜井區(qū)314內(nèi)，并位于第六重?fù)诫s區(qū)328及第三重?fù)诫s區(qū)322之間。然后，第五場(chǎng)隔離區(qū)338形成于第二輕摻雜井區(qū)314內(nèi)，并位于第三重?fù)诫s區(qū)322及第四重?fù)诫s區(qū)324之間。
參考圖4，圖4是圖3的電路布局示意圖。圖中參考標(biāo)號(hào)380為電阻電容電路(resistor-capacitor circuit)、參考標(biāo)號(hào)382為電阻器及參考標(biāo)號(hào)384為電容器，其中該電阻電容電路380是作為控制電路。電阻電容電路380分別電性耦接于陽(yáng)極350、開(kāi)關(guān)370及陰極360。此外，開(kāi)關(guān)370的第一端點(diǎn)372電性耦接于第二重?fù)诫s區(qū)320，第二端點(diǎn)374則電性耦接于至控制N保護(hù)環(huán)(第三重?fù)诫s區(qū)326)，其中電阻電容電路380是用來(lái)控制開(kāi)關(guān)370。且此電阻、電容經(jīng)適當(dāng)?shù)倪x擇，以使其啟動(dòng)速度介于正常操作的啟動(dòng)速度及靜電放電的啟動(dòng)速度之間。在正常操作時(shí)，當(dāng)施予一電壓于具有控制保護(hù)環(huán)的具有第一導(dǎo)電性修正橫向硅控整流器310時(shí)，若有過(guò)高的電位，使得具有控制保護(hù)環(huán)的具有第一導(dǎo)電性修正橫向硅控整流器310產(chǎn)生引發(fā)，由于電阻電容電路380的反應(yīng)速度可以跟得上正常操作的電壓上升速度，使得開(kāi)關(guān)370的狀態(tài)呈現(xiàn)為開(kāi)啟(on)且為低阻抗，使得電壓可經(jīng)由高壓焊墊(未在圖中表示)通過(guò)金氧半導(dǎo)體晶體管370至控制N保護(hù)環(huán)326，保護(hù)環(huán)可以收集由陰極360傳送至陽(yáng)極350的電子以增加功率摧毀免疫能力。
此外，在靜電放電情形中，由于電容電阻電路380的反應(yīng)速度無(wú)法跟上靜電放電的電流速度，使得開(kāi)關(guān)370為高阻抗(即表示開(kāi)關(guān)370為關(guān)閉的狀態(tài))，使得控制保護(hù)環(huán)沒(méi)有任何的作用。因此，靜電放電防護(hù)的效能不會(huì)被降低。
參考圖5及圖6，圖5表示具有控制N井保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器410形成于底材400內(nèi)。具有第二導(dǎo)電性的第一輕摻雜井區(qū)412及具有第二導(dǎo)電性的第二輕摻雜井區(qū)414同時(shí)形成于底材400內(nèi)。此外，具有第一導(dǎo)電性的第三輕摻雜井區(qū)416形成在底材400內(nèi)，并鄰近于第二輕摻雜井區(qū)414。接著，具有第二導(dǎo)電性的第一重?fù)诫s區(qū)430形成于第一輕摻雜井區(qū)412，且與第一節(jié)點(diǎn)460電性耦接，其中第一節(jié)點(diǎn)460為陽(yáng)極。然后，具有第一導(dǎo)電性的第二重?fù)诫s區(qū)432形成于第一輕摻雜井區(qū)412內(nèi)，并與第一節(jié)點(diǎn)460電性耦接。接下來(lái)，具有第二導(dǎo)電性的第三重?fù)诫s區(qū)434形成于第三輕摻雜井區(qū)416，并且與第三節(jié)點(diǎn)490電性耦接，其中第三節(jié)點(diǎn)490可以是陰極。然后，具有第一導(dǎo)電性的第四重?fù)诫s區(qū)436形成于第三輕摻雜井區(qū)416，并且與第三節(jié)點(diǎn)490電性耦接。
接著，具有第二導(dǎo)電性的第五重?fù)诫s區(qū)438形成于第二輕摻雜井區(qū)414內(nèi)，并且電性耦接于第一端點(diǎn)480，且第一端點(diǎn)480電性耦接于開(kāi)關(guān)470，其中開(kāi)關(guān)470是電性耦接于第二節(jié)點(diǎn)482，此第二節(jié)點(diǎn)482可為陽(yáng)極或其他高電位。然后，具有第一導(dǎo)電性的第六重?fù)诫s區(qū)440形成在底材400及第一輕摻雜井區(qū)412之間，使得第六重?fù)诫s區(qū)440重疊于位于第一輕摻雜井區(qū)412與底材400之間的接合面418。接著，第一場(chǎng)隔離區(qū)442形成在第一輕摻雜井區(qū)412內(nèi)，并位于第一重?fù)诫s區(qū)430及第二重?fù)诫s區(qū)432之間。然后，第二場(chǎng)隔離區(qū)444形成于第一輕摻雜井區(qū)412內(nèi)，并位于第二重?fù)诫s區(qū)432及第六重?fù)诫s區(qū)440之間。接下來(lái)，第三場(chǎng)隔離區(qū)446形成于底材400與第二輕摻雜井區(qū)414的第二接合面420之間，并且位于第六重?fù)诫s區(qū)440與第五重?fù)诫s區(qū)438之間。接著，第四場(chǎng)隔離區(qū)448形成于第二輕摻雜井區(qū)414及第三輕摻雜井區(qū)416之間的第三接合面422上，并位于第五重?fù)诫s區(qū)438與第三重?fù)诫s區(qū)434之間。然后，第五場(chǎng)隔離區(qū)450形成于第三輕摻雜井區(qū)416內(nèi)，并位于第三重?fù)诫s區(qū)434及第四重?fù)诫s區(qū)436之間。
接著，參考圖6，圖6是表示圖5中具有控制N井保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)414的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器410的電路布局示意圖。參考標(biāo)號(hào)502為電阻電容電路500中的電阻器，參考標(biāo)號(hào)504為電阻電容電路500中的電容器。在本發(fā)明的實(shí)施例中，電阻電容電路500可以控制開(kāi)關(guān)470的狀態(tài)(開(kāi)或是關(guān))并進(jìn)一步控制N井保護(hù)環(huán)414的作用。在本發(fā)明的實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)470可以是金氧半導(dǎo)體晶體管。其開(kāi)關(guān)470與電阻電容電路500之間電性耦接并且開(kāi)關(guān)470的一端點(diǎn)480與位于底材內(nèi)的第五重?fù)诫s區(qū)438電性耦接。此外，電阻電容電路500分別與第一節(jié)點(diǎn)460及第三節(jié)點(diǎn)490之間電性耦接。
如同具有控制N保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器310一樣，在正常操作時(shí)，若有一過(guò)大電壓施于具有控制N井保護(hù)環(huán)的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)橫向修正硅控整流器410而使其被引發(fā)，由于電阻電容電路500的反應(yīng)速度跟得上正常操作的電壓上升速度，其開(kāi)關(guān)470的狀態(tài)則會(huì)開(kāi)啟而成為低阻抗，使得高電位可以經(jīng)由高壓焊墊傳送至金氧半導(dǎo)體晶體管470，再傳送至N井保護(hù)環(huán)414，并使得N井保護(hù)環(huán)414可以收集由第三節(jié)點(diǎn)490傳送至第一節(jié)點(diǎn)460的電子而抑制正回饋的發(fā)生，避免此硅控整流器進(jìn)入維持區(qū)間，進(jìn)而改善功率摧毀免疫能力；若在靜電放電情形時(shí)，由于電阻電容電路500的啟動(dòng)速度跟不上靜電放電的速度，因此，開(kāi)關(guān)470來(lái)不及開(kāi)啟而呈現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)，換言之，N井保護(hù)環(huán)就呈現(xiàn)浮動(dòng)狀態(tài)而不會(huì)收集任何電子，因而正回饋就不會(huì)被抑制，此硅控整流器就可以順利進(jìn)入維持區(qū)間，因此不會(huì)降低靜電放電的防護(hù)能力。
此外，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第一節(jié)點(diǎn)460與第二節(jié)點(diǎn)482可以分別電性耦接于不同的電壓。因此，具有N井保護(hù)環(huán)的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器410，可以藉由不同的應(yīng)用電壓來(lái)控制。另外，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，第二節(jié)點(diǎn)482可以與第一節(jié)點(diǎn)460電性耦接，使得第一節(jié)點(diǎn)460與第二節(jié)點(diǎn)482電性耦接于一個(gè)應(yīng)用電壓。因此，具有N井保護(hù)環(huán)的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器410可以由單一一個(gè)應(yīng)用電壓來(lái)控制。
當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，其特征在于，包括一具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器，包括具有一第二導(dǎo)電性的一第一輕摻雜井區(qū)及具有該第一導(dǎo)電性的一第二輕摻雜井區(qū)位于具有該第一導(dǎo)電性的一底材內(nèi)，其中該第二輕摻雜井區(qū)鄰近于該第一輕摻雜井區(qū)，且該第二導(dǎo)電性與該第一導(dǎo)電性相反；一第一節(jié)點(diǎn)，電性耦接于具有該第二導(dǎo)電性的一第一重?fù)诫s區(qū)及具有該第一導(dǎo)電性的該第二重?fù)诫s區(qū)，其中每一該重?fù)诫s區(qū)的濃度高于每一該輕摻雜井區(qū)；一第二節(jié)點(diǎn)，電性耦接于該具有該第一導(dǎo)電性的一第四重?fù)诫s區(qū)及具有該第二導(dǎo)電性的該第三重?fù)诫s區(qū)，其中該第二節(jié)點(diǎn)與該第一節(jié)點(diǎn)的電性相反；一控制保護(hù)環(huán)，位于該第一輕摻雜井區(qū)；一開(kāi)關(guān)，具有一第一端點(diǎn)及一第二端點(diǎn)，其中該第一端點(diǎn)電性耦接于該第一重?fù)诫s區(qū)及該第二端點(diǎn)電性耦接于該控制保護(hù)環(huán)；以及一控制電路，電性耦接于該開(kāi)關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，其特征在于，該第一節(jié)點(diǎn)為一陽(yáng)極。
3.如權(quán)利要求1所述的具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，其特征在于，該第二節(jié)點(diǎn)為一陰極。
4.一種具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，其特征在于，包括一具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器，包括具有一第二導(dǎo)電性的一第一輕摻雜井區(qū)、具有該第二導(dǎo)電性的一第二輕摻雜井區(qū)及具有該第一導(dǎo)電性的一第三輕摻雜井區(qū)位于具有該第一導(dǎo)電性的一底材內(nèi)，其中，該第三輕摻雜井區(qū)鄰近于該第二輕摻雜井區(qū)，且該第二導(dǎo)電性與該第一導(dǎo)電性相反；一第一節(jié)點(diǎn)，電性耦接于具有一第二導(dǎo)電性的一第一重?fù)诫s區(qū)及電性耦接于具有該第一導(dǎo)電性的該第二重?fù)诫s區(qū)，其中，每一該重?fù)诫s區(qū)的濃度高于每一該輕摻雜井區(qū)；一開(kāi)關(guān)，具有一端點(diǎn)，其中該端點(diǎn)電性耦接于該第五重?fù)诫s區(qū)；一第二節(jié)點(diǎn)，電性耦接于該開(kāi)關(guān)，其中，該第二節(jié)點(diǎn)與該第一節(jié)點(diǎn)的電性相同；一第三節(jié)點(diǎn)，電性耦接于具有該第一導(dǎo)電性的一第四重?fù)诫s區(qū)及電性耦接于具有該第二導(dǎo)電性的該第三重?fù)诫s區(qū)，其中，該第三節(jié)點(diǎn)與該第一節(jié)點(diǎn)及該第二節(jié)點(diǎn)的該電性相反；以及一控制電路，電性耦接于該開(kāi)關(guān)。
5.如權(quán)利要求4所述的具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，其特征在于，所述的第一節(jié)點(diǎn)與該第二節(jié)點(diǎn)為一陽(yáng)極。
6.如權(quán)利要求5所述的具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，其特征在于，所述的第一節(jié)點(diǎn)與該第二節(jié)點(diǎn)分別電性耦接于不同的應(yīng)用電壓。
7.如權(quán)利要求5所述的具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，其特征在于，所述的第二節(jié)點(diǎn)電性耦接于該第一節(jié)點(diǎn)，使得該第一節(jié)點(diǎn)與該第二節(jié)點(diǎn)電性耦接于一個(gè)應(yīng)用電壓。
8.如權(quán)利要求4所述的具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，其特征在于，所述的第三節(jié)點(diǎn)為一陰極。
9.一種具有控制保護(hù)井環(huán)的硅控整流器，其特征在于，包括一底材具有一第一導(dǎo)電性，具有一第二導(dǎo)電性的一第一輕摻雜井區(qū)、具有該第二導(dǎo)電性的一第二輕摻雜井區(qū)及具有該第一導(dǎo)電性的一第三輕摻雜井區(qū)位于該底材內(nèi)并鄰近于該第二輕摻雜井區(qū)，其中，該第二導(dǎo)電性與該第一導(dǎo)電性相反；具有該第二導(dǎo)電性的一第一重?fù)诫s區(qū)位于該第一輕摻雜井區(qū)內(nèi)；具有該第一導(dǎo)電性的一第二重?fù)诫s區(qū)位于該第一輕摻雜井區(qū)內(nèi)；具有該第二導(dǎo)電性的一第三重?fù)诫s區(qū)位于該第三輕摻雜井區(qū)內(nèi)；具有該第一導(dǎo)電性的一第四重?fù)诫s區(qū)位于該第三輕摻雜井區(qū)內(nèi)；具有該第二導(dǎo)電性的一第五重?fù)诫s區(qū)位于該第二輕摻雜井區(qū)內(nèi)；具有該第一導(dǎo)電性的一第六重?fù)诫s區(qū)位于該底材與該第一輕摻雜井區(qū)之間，使得具有該第六重?fù)诫s區(qū)與部份該第一輕摻雜井區(qū)及該底材重疊；一第一節(jié)點(diǎn)，電性耦接于該第一重?fù)诫s區(qū)及電性耦接于該第二重?fù)诫s區(qū)；一開(kāi)關(guān)，具有一端點(diǎn)，其中，該端點(diǎn)電性耦接于該第五重?fù)诫s區(qū)；一第二節(jié)點(diǎn)，電性耦接于該開(kāi)關(guān)；一控制電路，電性耦接于該開(kāi)關(guān)；以及一第三節(jié)點(diǎn)，電性耦接于該第三重?fù)诫s區(qū)及電性耦接于該第四重?fù)诫s區(qū)。
10.如權(quán)利要求9所述的具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，其特征在于，所述的第二輕摻雜井區(qū)為一控制保護(hù)井環(huán)。
11.如權(quán)利要求9所述的具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，其特征在于，所述的控制電路為一電阻電容電路。
12.如權(quán)利要求11所述的具有控制保護(hù)環(huán)的硅控整流器，其特征在于，所述的控制電路控制該開(kāi)關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有防護(hù)環(huán)控制電路的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器，它利用控制電路，如開(kāi)關(guān)控制具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器。在正常操作時(shí)，開(kāi)關(guān)為低阻抗以使保護(hù)環(huán)呈現(xiàn)短路于高電位并且收集電子以增加功率摧毀免疫能力。此外，在靜電放電的情形時(shí)，開(kāi)關(guān)為高阻抗使得保護(hù)環(huán)沒(méi)有任何作用。因此，具有保護(hù)控制電路的具有第一導(dǎo)電性連結(jié)修正橫向硅控整流器可以同時(shí)增加靜電放電效能以及在高壓焊墊的應(yīng)用中增加功率摧毀免疫能力。
文檔編號(hào)H01L29/74GK1464565SQ0212469
公開(kāi)日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月21日
發(fā)明者賴純祥, 劉孟煌, 蘇醒, 盧道政 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司