本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體裝置，且特別是有關(guān)于一種靜電放電(electrostatic discharge，ESD)防護裝置。

背景技術(shù)：

雙載流子-互補式金氧半導(dǎo)體-雙重擴散式金氧半導(dǎo)體(Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)，其中CMOS代表「互補式金氧半導(dǎo)體(complementary metal-on-semiconductor)」，DMOS代表「雙重擴散式金氧半導(dǎo)體(double-diffused metal-on-semiconductor)」)與三阱工藝技術(shù)(triple well process)已廣泛地使用于高壓的應(yīng)用，例如靜電放電防護(ESD protection)。一般而言，高壓靜電放電防護裝置的靜電放電防護的效能取決于裝置的柵極的總寬度及裝置的表面或側(cè)面尺寸(lateral rule)。對于尺寸較小的高壓靜電放電防護裝置，其表面-體積比(surface-bulk ratio)相比于尺寸較大的裝置較大，因而尺寸較小的裝置的表面積在裝置的效能上相比于尺寸較大的裝置具有較大的影響力。因此，在相對尺寸較小的裝置中取得優(yōu)良的靜電放電防護效能更具有挑戰(zhàn)性。再者，由于裝置的操作電壓增加，芯片上(on-chip)的靜電放電防護的設(shè)計也變得更具挑戰(zhàn)性。

高壓靜電放電防護裝置通常具有低導(dǎo)通電阻(on-state resistance，R_DS-on)的特性。當(dāng)靜電放電產(chǎn)生時，靜電放電的電流容易集中在靠近高壓防護裝置的表面或是漏極之處，因而于表面結(jié)區(qū)域(surface junction region)導(dǎo)致高電流密度及電場，并在這些區(qū)域造成物理性的破壞。因此，相比于具有較大導(dǎo)通電阻的裝置，高壓防護裝置的表面積對于其效能可能具有較大的影響，因此表面及側(cè)面尺寸于高壓防護裝置中可能具有較大的影響。

高壓防護裝置的其他特性包括例如高擊穿電壓(high breakdown voltage)，擊穿電壓通常高于高壓防護裝置的操作電壓。此外，高壓裝置的觸發(fā)電壓V_t1(trigger voltage，V_t1)通常遠高于高壓裝置的擊穿電壓。因此，在靜電放電的過程中，在高壓防護裝置導(dǎo)通以提供靜電防護之前，受 到防護的裝置或是內(nèi)部電路(此處也稱作防護裝置/電路)可能會面臨損壞的風(fēng)險。一般而言，為了降低高壓防護裝置的觸發(fā)電壓，可能需要再構(gòu)建一個額外的外部靜電放電偵測電路。

高壓防護裝置通常具有低保持電壓(low holding voltage)的特性。低保持電壓可能導(dǎo)致高壓防護裝置被不想要的噪聲、或開機峰值電壓(power-on peak voltage)或突波電壓(surge voltage)所觸發(fā)，因而在正常操作過程中可能發(fā)生閂鎖(latch-up)效應(yīng)。

再者，高壓防護裝置可能具有場板效應(yīng)(field plate effect)。也就是，高壓防護裝置中電場的分布對于連接于不同裝置或連接于裝置的不同部分的線路的配線(routing)是敏感的。結(jié)果，如上述所指出的，靜電放電的電流更易于集中在靠近高壓裝置的表面或是漏極之處。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明提供的一種半導(dǎo)體裝置，包括形成于基板中的一基板、一第一金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、一第二金氧半導(dǎo)體以及一雙極結(jié)(Bipolar Junction，BJ)結(jié)構(gòu)。第一金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括一第一漏極區(qū)(drain region)、一第一通道區(qū)(channel region)以及一第一源極區(qū)(source region)，依次沿一第一方向排列。第一金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括一漏極電極(drain electrode)，形成于第一漏極區(qū)之上且電性耦接至第一漏極區(qū)以及一本體區(qū)(body region)，形成于第一通道區(qū)之下且電性耦接至第一通道區(qū)。第二金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括一第二漏極區(qū)、一第二通道區(qū)以及一第二源極區(qū)，依次沿一第二方向排列，第二方向不同于第一方向。雙極結(jié)結(jié)構(gòu)包括一射極區(qū)(emitter region)、一基極區(qū)(base region)以及一集極區(qū)(collector region)。第一源極區(qū)與第二漏極區(qū)在基板中共享一第一共同半導(dǎo)體區(qū)。漏極電極與基極區(qū)在基板中共享一第二共同半導(dǎo)體區(qū)。本體區(qū)與集極區(qū)在基板中共享一第三共同半導(dǎo)體區(qū)。

此外，根據(jù)本發(fā)明也提供一種半導(dǎo)體裝置，包括形成于基板中的一基板、一高壓金氧半導(dǎo)體(High-Voltage Metal-On-Semiconductor，HV MOS)結(jié)構(gòu)、一低壓金氧半導(dǎo)體(Low-Voltage Metal-On-Semiconductor，LV MOS)結(jié)構(gòu)以及一雙極結(jié)結(jié)構(gòu)。高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括一第一半導(dǎo)體區(qū)、一第二半導(dǎo)體區(qū)、一第三半導(dǎo)體區(qū)以及一第四半導(dǎo)體區(qū)。第一半導(dǎo)體區(qū)具有一 第一導(dǎo)電型與一第一摻雜程度(doping level)。第二半導(dǎo)體區(qū)形成于第一半導(dǎo)體區(qū)之上，且具有第一導(dǎo)電型與一第二摻雜程度，第二摻雜程度高于第一摻雜程度。第三半導(dǎo)體區(qū)具有一第二導(dǎo)電型，且第四半導(dǎo)體區(qū)具有第一導(dǎo)電型。第一半導(dǎo)體區(qū)為高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一漏極區(qū)。第二半導(dǎo)體區(qū)為高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一漏極電極且電性耦接至高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的漏極區(qū)。第三半導(dǎo)體區(qū)包括高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一通道區(qū)。第四半導(dǎo)體區(qū)為高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一源極區(qū)。第一半導(dǎo)體區(qū)、第三半導(dǎo)體區(qū)與第四半導(dǎo)體區(qū)依次沿一第一方向排列。低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括第四半導(dǎo)體區(qū)、一第五半導(dǎo)體區(qū)以及一第六半導(dǎo)體區(qū)。第五半導(dǎo)體區(qū)具有第二導(dǎo)電型，且第六半導(dǎo)體區(qū)具有第一導(dǎo)電型。第四半導(dǎo)體區(qū)為低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一漏極區(qū)。第五半導(dǎo)體區(qū)為低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一通道區(qū)。第六半導(dǎo)體區(qū)為低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一源極區(qū)。第四半導(dǎo)體區(qū)、第五半導(dǎo)體區(qū)與第六半導(dǎo)體區(qū)依次沿一第二方向排列，第二方向不同于第一方向。雙極結(jié)結(jié)構(gòu)包括第二半導(dǎo)體區(qū)、一第七半導(dǎo)體區(qū)以及一第八半導(dǎo)體區(qū)。第七半導(dǎo)體區(qū)形成于第一半導(dǎo)體區(qū)之上且接觸于第二半導(dǎo)體區(qū)，且第八半導(dǎo)體區(qū)形成于第三半導(dǎo)體區(qū)之下且具有第二導(dǎo)電型。第七半導(dǎo)體區(qū)具有第二導(dǎo)電型且為雙極結(jié)結(jié)構(gòu)的一射極區(qū)。第八半導(dǎo)體區(qū)為雙極結(jié)結(jié)構(gòu)的一集極區(qū)且也為高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一本體區(qū)。第三半導(dǎo)體區(qū)與第八半導(dǎo)體區(qū)為具有第二導(dǎo)電型的一連續(xù)性阱中的多個部分。

此外，根據(jù)本發(fā)明也提供一種半導(dǎo)體裝置，包括：一基板、一第一阱，形成于基板中、一第一重摻雜區(qū)，形成于第一阱中、一第二阱，形成于基板中、一第二重摻雜區(qū)，形成于第二阱中、一第三重摻雜區(qū)，形成于第一阱中以及一第四重摻雜區(qū)，形成于第二阱中。第一阱具有一第一導(dǎo)電型與一第一摻雜程度。第一重摻雜區(qū)具有第一導(dǎo)電型與一第二摻雜程度，第二摻雜程度高于第一摻雜程度。一第二阱具有一第二導(dǎo)電型與一第三摻雜程度。第二重摻雜區(qū)具有第一導(dǎo)電型與一第四摻雜程度，第四摻雜程度高于第一摻雜程度。第三重摻雜區(qū)具有第二導(dǎo)電型與一第五摻雜程度，第五摻雜程度高于第三摻雜程度。該第三重摻雜區(qū)接觸于第一重摻雜區(qū)。第四重摻雜區(qū)具有第一導(dǎo)電型與一第六摻雜程度，第六摻雜程度高于第一摻雜程度。第二阱包括一側(cè)部，形成于第一阱與第二重摻雜區(qū)之間以及一上部， 形成于第二重摻雜區(qū)與第四重摻雜區(qū)之間。第一阱、側(cè)部以及第二重摻雜區(qū)依次沿一第一方向排列。第二重摻雜區(qū)、上部以及第四重摻雜區(qū)依次沿一第二方向排列，第二方向不同于第一方向。

與本發(fā)明一致的特征及優(yōu)點將部分闡述于下文中，并且部分的特征及優(yōu)點于下列描述中是顯而易見的，或可以通過本發(fā)明的實際應(yīng)用而得知。這些特征和優(yōu)點將通過所附的權(quán)利要求所特別指出的裝置及其組合而得以實現(xiàn)和達成。

理應(yīng)理解的是，上文中一般性的描述與下文中詳細的描述的實施方式皆僅用以作為示范及解釋，而并非用以限定本發(fā)明。

所附附圖包含在說明書中，并且構(gòu)成說明書的一部分，所附附圖繪示了本發(fā)明的幾個實施例，并且與敘述一起用于解釋本發(fā)明的原理。

為了對本創(chuàng)作的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉優(yōu)選實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下：

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一示范性實施例的一靜電放電防護裝置的等效電路圖(equivalent circuit)。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的一示范性實施例的一部分的靜電放電防護裝置的平面圖。

圖3A至圖3D為圖2中的靜電放電防護裝置的剖面圖。

圖4A至圖4C為根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例的一部分的靜電放電防護裝置的剖面圖。

圖5A與圖5B為分別繪示一部分的傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置的平面圖與剖面圖。

圖6A與圖6B顯示傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置及根據(jù)本發(fā)明的實施例的靜電放電防護裝置的測量的電流-電壓曲線圖。

圖7A與圖7B顯示傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置及根據(jù)本發(fā)明的實施例的ESD防護裝置的測量的傳輸線脈沖曲線圖(transmission line pulse curves)。

圖8顯示傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置及根據(jù)本發(fā)明的實施例的靜電放電防護裝置的測量的電學(xué)安全工作區(qū)域曲線圖(electrical safe-operating area curves，ESOA)。

【符號說明】

100、200、400：靜電放電防護裝置

102：高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

102a：第一子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

102b：第二子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

102-2：高壓漏極

102-4：高壓柵極

102-6：高壓源極

102-8：高壓本體

104：低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

104-2：低壓漏極

104-4：低壓柵極

104-6：低壓源極

104-8：低壓本體

106：雙極結(jié)結(jié)構(gòu)

106a：第一子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)

106b：第二子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)

106-2：射極

106-4：基極

106-6：集極

108：電源供應(yīng)終端

110：電路接地終端

112：內(nèi)部電路

102a+104：第一子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一整個結(jié)構(gòu)

102b+104：第二子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一整個結(jié)構(gòu)

202：基板

204：高壓N型阱

204-1：第一高壓N型阱部分

204-2：第二高壓N型阱部分

206：P型阱

206-1：P型阱中間部分

206-2：第一P型阱側(cè)部分

206-3：P型阱底部分

206-4：第二P型阱側(cè)部分

206-5：P型阱上部分

208-1：第一N型阱

208-2：第二N型阱

210-1：第一N⁺區(qū)

210-2：第二N⁺區(qū)

212：第三N⁺區(qū)

214：第四N⁺區(qū)

216：第一P⁺區(qū)

218-1：第二P⁺區(qū)

218-2：第三P⁺區(qū)

220：多晶硅層

220-1：第一多晶硅部分

220-2：第二多晶硅部分

220-3：第三多晶硅部分

222：絕緣層

222-1：第一薄絕緣部分

222-2：第二薄絕緣部分

222-3：第三薄絕緣部分

224-1：第一接觸窗

224-2：第二接觸窗

224-3：第三接觸窗

224-4：第四接觸窗

402-1：第一淺N型阱

402-2：第二淺N型阱

500：傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置

具體實施方式

本發(fā)明的實施例包括一高壓靜電放電防護裝置。

下文中，本發(fā)明的實施例將參照附圖進行描述，并盡可能地于所有附圖中使用相同的裝置符號來指稱相同或類似的裝置。

圖1繪示本發(fā)明的示范性的高壓靜電放電防護裝置100的等效電路。靜電放電防護裝置100包括形成于一裝置中的高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102、一低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104以及一雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106。也就是，如下文所述，高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102、低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104以及雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106彼此電性耦接，而不需使用另外的金屬線路。在圖1所示的范例中，高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102與低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104皆是N通道金氧半導(dǎo)體(N□channel MOS，NMOS)的結(jié)構(gòu)，且雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106是一PNP雙極結(jié)結(jié)構(gòu)(其中「N」和「P」分別是指N型導(dǎo)電型和P型導(dǎo)電型)。于一些實施例中，高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102與低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104也可以是P通道金氧半導(dǎo)體(P□channel MOS，PMOS)的結(jié)構(gòu)，且雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106可以是一NPN雙極結(jié)結(jié)構(gòu)。

在圖1所繪示的等效電路中，高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102包括一漏極(也稱作「高壓漏極」)102-2、一柵極(也稱作「高壓柵極」)102-4、一源極(也稱作「高壓源極」)102-6以及一本體(也稱作「高壓本體」)102-8。用以傳導(dǎo)電流的高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102的一通道介于高壓漏極102-2與高壓源極102-6之間，且形成于高壓本體102-8中。低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104包括一漏極(也稱作「低壓漏極」)104-2、一柵極(也稱作「低壓柵極」)104-4、一源極(也稱作「低壓源極」)104-6以及一本體(也稱作「低壓本體」)104-8。用以傳導(dǎo)電流的低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104的一通道介于低壓漏極104-2與低壓源極104-6之間，且形成于低壓本體104-8中。

如圖1所繪示，雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106包括一射極106-2、一基極106-4以及一集極106-6。高壓漏極102-2與射極106-2彼此電性耦接，且高壓漏極102-2與射極106-2也電性耦接至終端108，終端108可連接至電源供應(yīng)器(終端108也稱作「電源供應(yīng)終端」)。低壓源極104-6與集極106-6彼此 電性耦接，且低壓源極104-6與集極106-6也電性耦接至終端110，終端110可連接至電路接地(circuit ground)(終端110也稱作「電路接地終端」)?；鶚O106-4通過一電阻器(resistor)電性耦接至電源供應(yīng)終端108，其可以是一內(nèi)部電阻器于半導(dǎo)體基板中，其中高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102、一低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104以及一雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106形成于半導(dǎo)體基板中。如圖1所繪示，高壓柵極102-4與低壓柵極104-4彼此電性耦接，且高壓柵極102-4與低壓柵極104-4也電性耦接至內(nèi)部電路112，內(nèi)部電路112受到靜電放電防護裝置100所保護。

于圖1所示的等效電路中，高壓源極102-6與低壓漏極104-2彼此電性耦接。如同下文將描述的本發(fā)明的實施例，高壓源極102-6與低壓漏極104-2物理性地共享靜電放電防護裝置100中的一共同區(qū)域。換句話說，在靜電放電防護裝置100中的一個共同半導(dǎo)體區(qū)域作為高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102的源極區(qū)與低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104的漏極區(qū)兩者。因此，在靜電放電防護區(qū)100的電路布局(circuit layout)中，連接高壓源極102-6與低壓漏極104-2的線路(wiring)可以被省略，造成較小的線跡(footprint)。因此，靜電放電防護裝置100的尺寸可以被縮減。

此外，于圖1所示的等效電路中，高壓漏極102-2與基極106-4彼此電性耦接。如同下文將描述的本發(fā)明的實施例，基極106-4也為高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102的一漏極電極，也就是，雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106的基極106-4與高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102的漏極電極為物理性地共享靜電放電防護裝置100中的一共同區(qū)域。此外，高壓本體102-8、低壓本體104-8以及集極106-6彼此電性耦接。如同下文將描述的本發(fā)明的實施例，高壓本體102-8、低壓本體104-8以及集極106-6為物理性地共享靜電放電防護裝置100中的另一共同區(qū)域。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的一部分的靜電放電防護裝置200的平面圖。圖3A、圖3B、圖3C與圖3D為在圖2中分別地沿A-A’、B-B’、C-C’與D-D’剖面線的靜電放電防護裝置200的剖面圖。如圖2所繪示，A-A’、B-B’、C-C’剖面線沿X方向延伸，且D-D’剖面線沿Y方向延伸。X方向垂直于Y方向。靜電放電防護裝置200具有如圖1所繪示的一相對應(yīng)的等效電路。相對應(yīng)的高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以及 雙極結(jié)結(jié)構(gòu)由虛線繪示說明于圖2、圖3A、圖3C以及圖3D中。

請參閱圖2與圖3A至圖3D，靜電放電防護裝置200包括一P型基板202、一高壓N型阱(HV N-Well)204以及一P型阱(P-Well)206。高壓N型阱204形成于P型基板202中。P型阱206形成于高壓N型阱204中。如圖2與圖3A至圖3C所繪示，對于P型阱206的中間部分206-1(以下也稱作「P型阱中間部分206-1」)而言，靜電放電防護裝置200于X方向具有一對稱結(jié)構(gòu)。因此，于靜電放電防護裝置200中，在P型阱中間部分206-1左側(cè)的區(qū)域或結(jié)構(gòu)具有一相對應(yīng)的區(qū)域或結(jié)構(gòu)在P型阱中間部分206-1的右側(cè)。例如，如圖2與圖3C所繪示，高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102包括一第一子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102a與一第二子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102b，對于P型阱中間部分206-1而言，第一子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102a與第二子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102b彼此近乎對稱地形成。相似地，雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106包括一第一子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106a與一第二子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106b，對于P型阱中間部分206-1而言，第一子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106a與第二子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106b彼此近乎對稱地形成。低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104沿Y方向形成于P型阱中間部分之上。于圖3A中，標號102a+104代表第一子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102a與低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104的一整個結(jié)構(gòu)，且標號102b+104代表第二子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102b與低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104的一整個結(jié)構(gòu)。

靜電放電防護裝置200也包括一第一N型阱208-1與一第二N型阱208-2。第一N型阱208-1與第二N型阱208-2形成于高壓N型阱204中并電性耦接至高壓N型阱204。對于P型阱中間部分206-1而言，第一N型阱208-1與第二N型阱208-2彼此近乎(大約)對稱地排列。一第一重摻雜N型(heavily-doped N-type，N⁺)區(qū)210-1與一第二重摻雜N型區(qū)(第二N⁺區(qū))210-2各自形成于第一N型阱208-1與第二N型阱208-2之中或之上。第一N⁺區(qū)210-1與第二N⁺區(qū)210-2各自電性耦接至第一N型阱208-1與第二N型阱208-2，且對于P型阱中間部分206-1而言，第一N⁺區(qū)210-1與第二N⁺區(qū)210-2彼此近乎對稱地排列。于本發(fā)明中，一重摻雜區(qū)可以是一區(qū)域，具有一摻雜程度或雜質(zhì)濃度為約1×10¹⁵/立方厘米至約1×10²⁰/立方厘米或更高。

靜電放電防護裝置200還包括一第三重摻雜N型區(qū)(第三N⁺區(qū))212與一第四重摻雜N型區(qū)(第四N⁺區(qū))214。第三N⁺區(qū)212與第四N⁺區(qū)214沿Y方向形成于P型阱206中。第三N⁺區(qū)212與第四N⁺區(qū)214相似于彼此，除了一第一重摻雜P型(heavily-doped P-type，P⁺)區(qū)216形成于第四N⁺區(qū)214中(如圖2與圖3A所繪示)，但沒有P型阱形成于第三N⁺區(qū)212中(如圖2與圖3C所繪示)。如圖3A所繪示，第一P⁺區(qū)216為一路通過第四N⁺區(qū)214所形成，且物理性與電性接觸于P型阱206。因此，第四N⁺區(qū)214包括一左子區(qū)域(left sub region)214-1與一右子區(qū)域(right sub region)214-2，左子區(qū)域214-1與右子區(qū)域214-2各自排列于第一P⁺區(qū)216的兩側(cè)，且對于P型阱中間部分206-1而言，左子區(qū)域214-1與右子區(qū)域214-2彼此近乎對稱地排列。

如圖2、圖3A與圖3C所繪示，相似于P型阱206，第三N⁺區(qū)212與第四N⁺區(qū)214也沿X方向排列于靜電放電防護裝置200的中央。因此，近乎對稱于P型阱中間部分206-1的區(qū)域或結(jié)構(gòu)也近乎對稱于第三N⁺區(qū)212與第四N⁺區(qū)214。如圖2、圖3A與圖3C所繪示，靜電放電防護裝置200還包括一第二重摻雜P型區(qū)(第二P⁺區(qū))218-1與一第三重摻雜P型區(qū)(第三P⁺區(qū))218-2。第二P⁺區(qū)218-1與第三P⁺區(qū)218-2各自形成于第一N⁺區(qū)210-1與第二N⁺區(qū)210-2之中，且各自形成于第一N型阱208-1與第二N型阱208-2之上。如圖3A與圖3C所繪示，第二P⁺區(qū)218-1與第三P⁺區(qū)218-2各自一路通過第一N⁺區(qū)210-1與第二N⁺區(qū)210-2所形成，且各自接觸于第一N型阱208-1與第二N型阱208-2。

于靜電放電防護裝置200中，P型基板202可以是一P型芯片(例如一P型硅芯片(P-type silicon wafer))、外延生長于生長基板的一P型層(P-type layer epitaxially grown on a growth substrate)或一P型硅披覆絕緣體基板(P-type silicon-on-insulator substrate)。在P型基板中的雜質(zhì)濃度(即摻雜程度)為約1×10¹⁰/立方厘米至約1×10¹⁵/立方厘米。于一些實施例中，高壓N型阱204可通過例如是離子注入法(ion implantation)或擴散法(diffusion)將N型雜質(zhì)摻入P型基板202中來形成，N型雜質(zhì)例如是銻(antimony)、砷(arsenic)、或磷(phosphorou)。于一些實施例中，高壓N型阱204可以通過外延生長一N型半導(dǎo)體基板于一P型基板202來形成。 高壓N型阱204也可以包括多個堆疊一起的N型埋層(N-type buried layer)。于一些實施例中，在高壓N型阱204中的雜質(zhì)濃度(即摻雜程度)為約1×10¹⁰/立方厘米至約1×10¹⁶/立方厘米。

P型阱206可通過例如是離子注入法或擴散法將P型雜質(zhì)摻入高壓N型阱204中來形成，P型雜質(zhì)例如是硼(boron)、鋁(aluminum)、或鎵(gallium)。于一些實施例中，P型阱206也可以包括多個堆疊一起的P型埋層(P-type buried layer)。于一些實施例中，在P型阱206中的雜質(zhì)濃度(即摻雜程度)為約1×10¹²/立方厘米至約1×10²⁰/立方厘米。

第一N型阱208-1與第二N型阱208-2可通過將另外的N型雜質(zhì)摻入高壓N型阱204中來形成。因此，第一N型阱208-1與第二N型阱208-2中的雜質(zhì)濃度高于高壓N型阱204中的雜質(zhì)濃度。于一些實施例中，第一N型阱208-1與第二N型阱208-2中的雜質(zhì)濃度介于約1×10¹⁰/立方厘米至約1×10¹⁶/立方厘米的范圍之中。第一N⁺區(qū)210-1與第二N⁺區(qū)210-2可通過將另外的N型雜質(zhì)分別摻入第一N型阱208-1與第二N型阱208-2中而形成。于一些實施例中，第一N⁺區(qū)210-1與第二N⁺區(qū)210-2中的雜質(zhì)濃度介于約1×10¹⁵/立方厘米至約1×10²⁰/立方厘米的范圍之中。

第三N⁺區(qū)212與第四N⁺區(qū)214可通過將N型雜質(zhì)摻入P型阱206中而形成。于一些實施例中，每個第三N⁺區(qū)212與第四N⁺區(qū)214中的雜質(zhì)濃度介于約1×10¹⁵/立方厘米至約1×10²⁰/立方厘米的范圍之中。于一些實施例中，N⁺區(qū)域210-1、210-2、212以及214形成于相同的摻雜步驟中，例如是相同的離子注入步驟或相同的擴散步驟。

第一P⁺區(qū)216可通過將P型雜質(zhì)摻入第四N⁺區(qū)214中而形成。于一些實施例中，第一P⁺區(qū)216中的雜質(zhì)濃度介于約1×10¹⁵/立方厘米至約1×10²⁰/立方厘米的范圍之中。相似地，第二P⁺區(qū)218-1與第三P⁺區(qū)218-2可通過將P型雜質(zhì)分別摻入第一N⁺區(qū)210-1與第二N⁺區(qū)210-2中而形成。于一些實施例中，第二P⁺區(qū)218-1與第三P⁺區(qū)218-2中的雜質(zhì)濃度介于約1×10¹⁵/立方厘米至約1×10²⁰/立方厘米的范圍之中。于一些實施例中，P⁺區(qū)域216、218-1以及218-2形成于相同的摻雜步驟中，例如是相同的離子注入步驟或相同的擴散步驟。

如圖2與圖3A至圖3D所繪示，靜電放電防護裝置200也包括一連 續(xù)性多晶硅層(continuous polysilicon layer)220與一絕緣層222。連續(xù)性多晶硅層220形成于高壓N型阱204與P型阱206之上，且連續(xù)性絕緣層222形成于多晶硅層220與高壓N型阱204或P型阱206之間。連續(xù)性多晶硅層220的不同的部分構(gòu)成于靜電放電防護裝置200的不同的金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的柵極電極。此外，絕緣層222的不同的部分構(gòu)成根據(jù)上述連續(xù)性多晶硅層的柵極電極的柵極介電膜(gate dielectric films)。絕緣層222可以例如是一氧化層。

根據(jù)本發(fā)明，上述不同區(qū)域作為第一子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102a與第二子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102b的不同功能的元件、低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104的不同功能的元件以及第一子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106a與第二子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106b的不同功能的元件將如下詳細描述。

第一子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102a包括第一N型阱208-1、第一N⁺區(qū)210-1、一部分高壓N型阱204(以下也稱作「第一高壓N型阱部分204-1」)、一部分P型阱206(以下也稱作「第一P型阱側(cè)部分206-2」)、另一部分P型阱206(以下也稱作「P型阱底部分206-3」)以及第三N⁺區(qū)212。第一高壓N型阱部分204-1介于第一N型阱208-1與P型阱206之間。第一P型阱側(cè)部分206-2介于第一高壓N型阱部分204-1與第三N⁺區(qū)212之間。P型阱底部分206-3連接至第一P型阱側(cè)部分206-2與第三N⁺區(qū)212。根據(jù)本發(fā)明，第一N型阱208-1、第一N⁺區(qū)210-1、第一高壓N型阱部分204-1、第一P型阱側(cè)部分206-2、P型阱底部分206-3以及第三N⁺區(qū)212分別作為第一子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102a的漏極、漏極電極、漂移區(qū)、通道區(qū)、本體區(qū)以及源極區(qū)。如一個本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解，漂移區(qū)意指在一晶體管裝置中的一區(qū)域，此區(qū)域介于晶體管的漏極區(qū)與晶體管的通道區(qū)之間且/或是一區(qū)域，此區(qū)域介于晶體管的源極區(qū)與晶體管的通道區(qū)之間，其中相比于漏極區(qū)或源極區(qū)，此區(qū)域通常為相對較輕度摻雜，且?guī)椭嵘w管的擊穿電壓。

相似地，第二子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102b包括第二N型阱208-2、第二N⁺區(qū)210-2、另一部分高壓N型阱204(以下也稱作「第二高壓N型阱部分204-2」)、另一部分P型阱206(以下也稱作「第二P型阱側(cè)部分206-4」)、P型阱底部分206-3以及第三N⁺區(qū)212。第二高壓N型阱部分204-2介于 第二N型阱208-2與P型阱206之間。第二P型阱側(cè)部分206-4介于第二高壓N型阱部分204-2與第三N⁺區(qū)212之間。根據(jù)本發(fā)明，第二N型阱208-2、第二N⁺區(qū)210-2、第二高壓N型阱部分204-2、第二P型阱側(cè)部分206-4、P型阱底部分206-3以及第三N⁺區(qū)212分別作為第二子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102b的漏極、漏極電極、漂移區(qū)、通道區(qū)、本體區(qū)以及源極區(qū)。

低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104包括第三N⁺區(qū)212、另一部分P型阱206(以下也稱作「P型阱上部分206-5」)、P型阱底部分206-3以及第四N⁺區(qū)214。P型阱上部分206-5緊接在絕緣層222的下方，且介于第三N⁺區(qū)212與第四N⁺區(qū)212之間。根據(jù)本發(fā)明，第三N⁺區(qū)212、P型阱上部分206-5、P型阱底部分206-3以及第四N⁺區(qū)212分別作為低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104的漏極、通道區(qū)、本體區(qū)以及源極區(qū)。

如圖1所繪示，高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102的本體102-8與低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104的本體104-8彼此電性耦接，且也電性耦接至電路接地終端110。如圖3A至圖3D所繪示以及上述，不同的金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102a、102b與104的通道區(qū)及本體區(qū)包括連續(xù)性P型阱206的不同部分，因而彼此電性耦接。根據(jù)本發(fā)明，物理性與電性接觸于P型阱206的第一P⁺區(qū)216也為金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102a、102b與104的一本體電極(body electrode)。

例如是圖3C所繪示，第一N型阱208-1、第一高壓N型阱部分204-1、第一P型阱側(cè)部分206-2、第三N⁺區(qū)212、第二P型阱側(cè)部分206-4、第二高壓N型阱部分204-2以及第二N型阱208-2依所描述的順序沿X方向排列。此外，對于P型阱中間部分206-1而言，第一N型阱208-1與第二N型阱208-2彼此近乎對稱地排列。對于P型阱中間部分206-1而言，第一高壓N型阱部分204-1與第二高壓N型阱部分204-2彼此近乎對稱地排列。對于P型阱中間部分206-1而言，第一P型阱側(cè)部分206-2與第二P型阱側(cè)部分206-4彼此近乎對稱地排列。

如圖3D所繪示，第三N⁺區(qū)212、P型阱上部分206-5與第四N⁺區(qū)214依所描述的順序沿Y方向排列。

例如是圖3C與圖3C所繪示，多晶硅層220包括一第一多晶硅部分220-1、一第二多晶硅部分220-2與一第三多晶硅部分220-3。第一多晶硅部分220-1作為第一子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102a的一柵極電極。第二多晶 硅部分220-2作為第二子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102b的一柵極電極。第三多晶硅部分220-3作為低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104的一柵極電極。相對應(yīng)地，絕緣層222包括一第一薄絕緣部分222-1、一第二薄絕緣部分222-2與一第三薄絕緣部分222-3。第一薄絕緣部分222-1、第二薄絕緣部分222-2與第三薄絕緣部分222-3分別作為第一子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102a、第二子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102b與低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104的柵極介電膜。

例如是圖3A所繪示，第一子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106a包括第二P⁺區(qū)218-1、第一N⁺區(qū)210-1、P型阱206以及第一P⁺區(qū)216。第二P⁺區(qū)218-1、第一N⁺區(qū)210-1、P型阱206以及第一P⁺區(qū)216分別作為第一子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106a的一射極區(qū)、一基極區(qū)、一集極區(qū)以及一集極電極。相似地，第二子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106b包括第三P⁺區(qū)218-2、第二N⁺區(qū)210-2、P型阱206以及第一P⁺區(qū)216。第三P⁺區(qū)218-2、第二N⁺區(qū)210-2、P型阱206以及第一P⁺區(qū)216分別作為第二子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106b的一射極區(qū)、一基極區(qū)、一集極區(qū)以及一集極電極。

如圖2所繪示，靜電放電防護裝置200包括一第一接觸窗224-1與一第二接觸窗224-2。第一接觸窗224-1形成于第一N⁺區(qū)210-1與第二P⁺區(qū)218-1之上并電性耦接至第一N+區(qū)210-1與第二P⁺區(qū)218-1。第二接觸窗224-2形成于第二N⁺區(qū)210-2與第三P⁺區(qū)218-2之上并電性耦接至第二N⁺區(qū)210-2與第三P⁺區(qū)218-2。為了簡單說明，第一接觸窗224-1與第二接觸窗224-2在圖3A至圖3C中被省略。如圖2與圖3D所繪示，靜電放電防護裝置200還包括一第三接觸窗224-3。第三接觸窗224-3形成于第四N⁺區(qū)214與第一P⁺區(qū)216之上并電性耦接至第四N⁺區(qū)214與第一P⁺區(qū)216。如圖2所繪示，靜電放電防護裝置200也包括一第四接觸窗224-4。第四接觸窗224-4形成于多晶硅層220之上并電性耦接至多晶硅層220。

根據(jù)本發(fā)明，第一接觸窗224-1作為第一子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102a的一漏極接觸與第一子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106a的一射極接觸并電性耦接至電源供應(yīng)終端108(未繪示于圖2中)。第二接觸窗224-2作為第二子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102b的一漏極接觸與第二子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106b的一射極接觸并電性耦接至電源供應(yīng)終端108。第三接觸窗224-3作為低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104的一源極接觸與雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106(包括第一子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106a與第 二子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106b)的一集極接觸并電性耦接至電路接地終端110(未繪示于圖2與圖3D中)。第四接觸窗224-4作為高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102與低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104的柵極接觸并電性耦接至內(nèi)部電路112(未繪示于圖2中)。

每個第一接觸窗224-1、第二接觸窗224-2、第三接觸窗224-3以及第四接觸窗224-4可以通過于相對應(yīng)的底層區(qū)域(corresponding underlying regions)之上沉積一金屬所形成，金屬例如是鋁。于一些實施例中，第一接觸窗224-1、第二接觸窗224-2、第三接觸窗224-3以及第四接觸窗224-4通過沉積一金屬層于整個基板之上接著圖案化同時形成。

如同上述，于靜電放電防護裝置200中，高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102(包括第一子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102a與第二子高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102b)形成于基板202之中，具有沿X方向排列的不同的功能區(qū)，而低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104形成于基板202之中，具有沿Y方向排列的不同的功能區(qū)。上述排列繪示于圖2的平面圖中。此外，低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104利用高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102的中間部分來形成。因此，不需額外的芯片區(qū)域來形成低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104。再者，如同上述，高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102與低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104使用共同的一半導(dǎo)體區(qū)域，也就是，第三N⁺區(qū)212分別作為源極區(qū)與漏極區(qū)。因此，高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)102與低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)104彼此電性耦接而不需額外的線路，且沒有接觸窗(contact)形成于第三N⁺區(qū)212之上并電性耦接至第三N⁺區(qū)212。如同上述排列的結(jié)果，靜電放電防護裝置200的尺寸被縮減，且相比于制造傳統(tǒng)的僅包括高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的靜電放電防護裝置，并不需要額外的光刻蝕屏蔽來制造靜電放電防護裝置200。

圖4A至圖4C顯示依據(jù)本發(fā)明的實施例的另一高壓靜電放電防護裝置400。靜電放電防護裝置400的平面圖與圖2中所繪示的靜電放電防護裝置200的平面圖相同，故并未顯示。圖4A至圖4C為在圖2中分別地沿A-A’、B-B’與C-C’剖面線的靜電放電防護裝置200的剖面圖。在圖2中沿D-D’剖面線的靜電放電防護裝置400的剖面圖為與在圖3D中的靜電放電防護裝置200的剖面圖相同，故并未顯示。

靜電放電防護裝置400相似于靜電放電防護裝置200，除了靜電放電 防護裝置400還包括一第一淺N型阱402-1與一第二淺N型阱402-2。第一淺N型阱402-1與第二淺N型阱402-2可通過將另外的N型雜質(zhì)分別摻入第一N型阱208-1與第二N型阱208-2中來形成。因此，第一淺N型阱402-1與第二淺N型阱402-2中的雜質(zhì)濃度高于第一N型阱208-1與第二N型阱208-2中的雜質(zhì)濃度。于此實施例中，第一N⁺區(qū)210-1與第二N⁺區(qū)210-2可通過將另外的N型雜質(zhì)分別摻入第一淺N型阱402-1與第二淺N型阱402-2中來形成。因此第一淺N型阱402-1與第二淺N型阱402-2中的雜質(zhì)濃度低于第一N⁺區(qū)210-1與第二N⁺區(qū)210-2中的雜質(zhì)濃度。于一些實施例中，第一淺N型阱402-1與第二淺N型阱402-2中的雜質(zhì)濃度介于約1×10¹⁵/立方厘米至約1×10²⁰/立方厘米的范圍之中。依據(jù)本發(fā)明，相比于在圖3A至圖3D所繪示的第一子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106a與第二子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106b，在圖4A至圖4C所繪示的第一子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106a與第二子雙極結(jié)結(jié)構(gòu)106b具有額外的第一淺N型阱402-1與第二淺N型阱402-2，可以更容易被導(dǎo)通。

相比于傳統(tǒng)式裝置(例如圖5A與圖5B所繪示的傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500，其中圖5A是平面圖且圖5B是在圖5A中沿沿E-E’剖面線所形成的剖面圖)，根據(jù)本發(fā)明的實施例的裝置(以下也稱作「新式靜電放電防護裝置)，例如在圖2、圖3A至圖3D所繪示的靜電放電防護裝置200或在圖4A至圖4C所繪示的靜電放電防護裝置400，具有集成于一裝置的高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與低壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，并且除了具有金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)外，還具有內(nèi)建的雙極結(jié)結(jié)構(gòu)。相比于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500僅具有一高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。如此，于根據(jù)本發(fā)明的實施例的新式靜電放電防護裝置中，由于金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與雙極結(jié)結(jié)構(gòu)共享部分的相同基板區(qū)域，新式靜電放電防護裝置所需要的總基板區(qū)域近乎與僅具有一高壓金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500相同。在操作新式靜電放電防護裝置的期間，金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與雙極結(jié)結(jié)構(gòu)同時導(dǎo)通，因此靜電放電電流通過金氧半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與雙極結(jié)結(jié)構(gòu)兩者。在靜電放電事件的期間，靜電放電電流也可以流通過雙極結(jié)結(jié)構(gòu)較深的路徑。因此，新式靜電放電防護裝置具有較低的導(dǎo)通電阻和改善的安全工作區(qū)域(safe-operating area，SOA)。例如，相比于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500，新式靜電放電防護裝 置的導(dǎo)通電阻可以被縮減約13.2％至約17.6％，且新式靜電放電防護裝置的安全工作區(qū)域可以被改善約10.3％至約31.8％。

傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的電性特性與靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400的電性特性之間進行比較的結(jié)果顯示于圖6A、圖6B、圖7A、圖7B與圖8中。

特別地，圖6A與圖6B顯示傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500與靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400的實際測量的漏極電流-漏極電壓(I_DS-V_DS)曲線(其中「I_DS」稱作漏極電流，「V_DS」稱作漏極電壓)。圖6A顯示漏極電流-漏極電壓曲線的線性區(qū)(linear regions)，而圖6B顯示漏極電流-漏極電壓曲線的線性區(qū)及飽和區(qū)(saturation regions)兩者。如圖6A所示，在線性區(qū)中，于相同的漏極電壓之下，靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400的漏極電流大于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的漏極電流。此外，當(dāng)漏極電壓增加，相比于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的漏極電流，靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400的漏極電流增加較快。此種情形表示，靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400的導(dǎo)通電阻小于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的導(dǎo)通電阻。再者，如圖6B所示，當(dāng)裝置進入飽和區(qū)時，靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400的漏極電流高于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的漏極電流。也就是，靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400的飽和電流(I_DS-sat)高于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的飽和電流。綜上所述，如圖6A與圖6B中所示，當(dāng)靜電放電事件發(fā)生時，相比于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500，靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400能夠處理較大的電流。

進行傳輸線脈沖(Transmission Line Pulse，TLP)測試以評估靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400以及傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的靜電放電防護效能。圖7A顯示傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500及靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400的傳輸線脈沖曲線。圖7B是傳輸線脈沖曲線的放大圖，顯示發(fā)生轉(zhuǎn)折(snapback)的部分的細節(jié)，也就是是在裝置被觸發(fā)以導(dǎo)通的部分(圖7A中被圈起來的區(qū)域)。在圖7A與圖7B中，水平軸代表漏極電壓且垂直軸代表漏極電流。如圖7A與圖7B所示，當(dāng)轉(zhuǎn)折發(fā)生時，靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400的 漏極電流高于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的漏極電流。換句話說，每個靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400的觸發(fā)電流高于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的觸發(fā)電流。特別地，靜電放電防護裝置200的觸發(fā)電流高于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的觸發(fā)電流約3倍，且靜電放電防護裝置400的觸發(fā)電流高于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的觸發(fā)電流約5倍。有鑒于較高的觸發(fā)電流，相比于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500，在靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400中較不易于發(fā)生閂鎖效應(yīng)。

圖8顯示傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500以及靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400的電學(xué)安全工作區(qū)域的測量結(jié)果。一裝置的電學(xué)安全工作區(qū)域決定一電流-電壓邊界，其中裝置可以安全地開關(guān)，也就是如果施加一電壓超過漏極電壓至裝置，裝置可能燒毀，也就是損壞。因此，具有較大的電學(xué)安全工作區(qū)域的裝置可以在較高的施加電壓下安全地運作。一般而言，裝置的電學(xué)安全工作區(qū)域可以以相似于傳輸線脈沖測試的方式測量，但是使用固定的電壓施加至裝置的一柵極(例如零電壓施加至此柵極)。如圖8所繪示，每個靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400的電學(xué)安全工作區(qū)域高于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的電學(xué)安全工作區(qū)域。特別地，靜電放電防護裝置200的電學(xué)安全工作區(qū)域高于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的電學(xué)安全工作區(qū)域約1.3倍，且靜電放電防護裝置400的電學(xué)安全工作區(qū)域高于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的電學(xué)安全工作區(qū)域約1.2倍。

以下表1總結(jié)靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400相比于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的改善。表格中的百分比意指由此百分比改變，而「倍」意指靜電放電防護裝置200和靜電放電防護裝置400其中之一的一特定性質(zhì)為傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的性質(zhì)的多少倍。例如，如表1所示，靜電放電防護裝置200的觸發(fā)電流高于傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置500的觸發(fā)電流約3倍。導(dǎo)通電阻、觸發(fā)電流以及電學(xué)安全工作區(qū)域的改善也顯示于圖6A至圖8中。靜電放電改善意指提供靜電放電防護的效能的改善，也就是處理較高的靜電放電電壓或較大的靜電放電電流的效能的改善。靜電放電防護的效能可以通過模擬由人體(人-體模型(human-body model，HBM))、機器(機器模型(machine model，MM)) 或充電裝置(充電-裝置模型(charged-device model，CDM))而來的放電測量或利用一靜電放電槍(ESD gun)測量。

表1比較傳統(tǒng)式靜電放電防護裝置與新式靜電放電防護裝置

本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員在參酌本發(fā)明所揭露的說明書及實際應(yīng)用后，能夠清楚理解本發(fā)明的其他實施例。說明書及范例僅用以作為示范例，本發(fā)明的實際范疇及精神當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準。