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    • 8. 发明专利
    • 用於晶片靜電放電防護之高速觸發矽控整流元件 INITIAL-ON SCR DEVICE FOR ON-CHIP ESD PROTECTION
    • 用于芯片静电放电防护之高速触发硅控整流组件 INITIAL-ON SCR DEVICE FOR ON-CHIP ESD PROTECTION
    • TWI319230B
    • 2010-01-01
    • TW095111817
    • 2006-04-03
    • 財團法人工業技術研究院
    • 柯明道陳世宏林昆賢
    • H01L
    • H01L23/62H01L27/0262H01L2924/0002H01L2924/00
    • 本發明提供一種用於靜電放電(ESD)防護的半導體元件,其包括:一矽控整流器(SCR),該矽控整流器包括一半導體基體、一形成於該基體中的第一井、一形成於該基體中的第二井、一形成於該第一井中以用作一陽極的第一p型區域以及一部份形成於該第二井中以用作一陰極之第一n型區域;一形成於該第一井中的p型金屬氧化物半導體(PMOS)電晶體,其包括一閘極、一第一擴散區域及一與該第一擴散區域分開的第二擴散區域;一形成於該第一井中並電連接至該PMOS電晶體之該第一擴散區域的第二n型區域,以及一形成於該基體中並電連接至該PMOS電晶體之該第二擴散區域的第二p型區域。 A semiconductor device for electrostatic discharge (ESD) protection comprises a silicon controlled rectifier (SCR) including a semiconductor substrate, a first well formed in the substrate, a second well formed in the substrate, a first p-type region formed in the first well to serve as an anode, and a first n-type region partially formed in the second well to serve as a cathode, a p-type metal-oxide-semiconductor (PMOS) transistor formed in the first well including a gate, a first diffused region and a second diffused region separated apart from the first diffused region, a second n-type region formed in the first well electrically connected to the first diffused region of the PMOS transistor, and a second p-type region formed in the substrate electrically connected to the second diffused region of the PMOS transistor. 【創作特點】 本發明係關於可解決因先前技術之限制與缺點所導致之一或多個問題的PMOS觸發式矽控整流元件及方法。
      根據本發明之一具體實施例,提供一種用於靜電放電(ESD)防護的半導體元件,其包括:一矽控整流器(SCR),該矽控整流器包括一半導體基體、一形成於該基體中的第一井、一形成於該基體中的第二井、一形成於該第一井中以用作一陽極的第一p型區域以及一部份形成於該第二井中以用作一陰極之第一n型區域;一形成於該第一井中的p型金屬氧化物半導體(PMOS)電晶體,其包括一閘極、一第一擴散區域及一與該第一擴散區域分開的第二擴散區域;一形成於該第一井中並電連接至該PMOS電晶體之該第一擴散區域的第二n型區域;以及一形成於該基體中並電連接至該PMOS電晶體之該第二擴散區域的第二p型區域。
      而且,根據本發明,提供一種用於靜電放電(ESD)防護的半導體元件,其包括一半導體基體;一形成於該基體中的n型井;一形成於該n型井中的p型金屬氧化物半導體(PMOS)電晶體,其包括一閘極、一第一擴散區域以及一與該第一擴散區域分開的第二擴散區域;一形成於該n型井中並電連接至該PMOS電晶體之該第一擴散區域的n型區域,以及一形成於該基體中並電連接至該PMOS電晶體之該第二擴散區域之p型區域,其中在一靜電放電事件發生之前,該PMOS電晶體之該閘極係保持於一參考電壓位凖,以將該PMOS電晶體保持於一開啟狀態。
      進一步根據本發明,提供一種用於靜電放電(ESD)防護之半導體元件,其包括:一矽控整流器(SCR),該矽控整流器包括一半導體基體以及一形成於該基體中的井;一形成於該井中的p型金屬氧化物半導體(PMOS)電晶體,其包括一閘極;以及一電連接至該PMOS電晶體之該閘極的偵測電路,其用於在一靜電放電事件發生之前將該PMOS電晶體保持於一開啟狀態。
      而且,根據本發明,提供一種用於提供靜電放電(ESD)防護的方法,其包括提供一矽控整流器(SCR),該矽控整流器包括一半導體基體及一形成於該基體中的井;提供一形成於該矽控整流器之該井中的p型金屬氧化物半導體(PMOS)電晶體,其包括一閘極、一第一擴散區域以及一與該第一擴散區域隔開的第二擴散區域;提供一形成於該井中並電連接至該PMOS電晶體之該第一擴散區域的n型區域;提供一形成於該基體中並電連接至該PMOS電晶體之該第二擴散區域之p型區域;以及在一靜電放電事件發生之前將該PMOS電晶體保持於一開啟狀態。
      而且,根據本發明,提供一種用於提供靜電放電(ESD)防護的方法,其包括提供一矽控整流器(SCR),其包括一半導體基體、一形成於該基體中的井、一形成於該井中的陽極以及一陰極;提供一形成於該矽控整流器之該井中的p型金屬氧化物半導體(PMOS)電晶體,其包括一閘極、一第一擴散區域以及一與該第一擴散區域隔開的第二擴散區域;提供一形成於該井中並電連接至該PMOS電晶體之該第一擴散區域中的n型區域;提供一形成於該基體中並電連接至該PMOS電晶體之該第二擴散區域之p型區域;在一靜電放電事件發生之前,將該PMOS電晶體保持於一開啟狀態;響應一靜電放電事件而觸發該井中流過該n型區域的一第一電流;響應該第一電流而觸發該基體中流過該p型區域的一第二電流;以及將由該靜電放電事件所引起的一靜電放電電流從該陽極釋放至該陰極。
      進一步根據本發明,提供一種用於提供靜電放電(ESD)防護的方法,其包括提供一靜電放電鉗位元件,該靜電放電鉗位元件包括:一矽控整流器(SCR),其包括一半導體基體及一形成於該基體中的井;一形成於該矽控整流器之該井中的p型金屬氧化物半導體(PMOS)電晶體,其包括一閘極、一第一擴散區域以及一與該第一擴散區域隔開的第二擴散區域;一形成於該井中並電連接至該PMOS電晶體之該第一擴散區域的n型區域;以及一形成於該基體中並電連接至該PMOS電晶體之該第二擴散區域之p型區域,在一靜電放電事件發生之前將該PMOS電晶體保持於一開啟狀態,響應一靜電放電事件而觸發該井中的一第一電流,以及響應該第一電流而觸發該基體中的一第二電流。
      於下文的說明中將部份提出本發明的其他特點與優點,而且從該說明中將瞭解本發明其中一部份,或者藉由實施本發明亦可習得。藉由隨附之申請專利範圍中特別列出的元件與組合將可瞭解且達成本發明的特點與優點。
      應該瞭解的係,上文的概要說明以及下文的詳細說明都僅供作示範與解釋,其並未限制本文所主張之發明。
    • 本发明提供一种用于静电放电(ESD)防护的半导体组件,其包括:一硅控整流器(SCR),该硅控整流器包括一半导体基体、一形成于该基体中的第一井、一形成于该基体中的第二井、一形成于该第一井中以用作一阳极的第一p型区域以及一部份形成于该第二井中以用作一阴极之第一n型区域;一形成于该第一井中的p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管,其包括一闸极、一第一扩散区域及一与该第一扩散区域分开的第二扩散区域;一形成于该第一井中并电连接至该PMOS晶体管之该第一扩散区域的第二n型区域,以及一形成于该基体中并电连接至该PMOS晶体管之该第二扩散区域的第二p型区域。 A semiconductor device for electrostatic discharge (ESD) protection comprises a silicon controlled rectifier (SCR) including a semiconductor substrate, a first well formed in the substrate, a second well formed in the substrate, a first p-type region formed in the first well to serve as an anode, and a first n-type region partially formed in the second well to serve as a cathode, a p-type metal-oxide-semiconductor (PMOS) transistor formed in the first well including a gate, a first diffused region and a second diffused region separated apart from the first diffused region, a second n-type region formed in the first well electrically connected to the first diffused region of the PMOS transistor, and a second p-type region formed in the substrate electrically connected to the second diffused region of the PMOS transistor. 【创作特点】 本发明系关于可解决因先前技术之限制与缺点所导致之一或多个问题的PMOS触发式硅控整流组件及方法。 根据本发明之一具体实施例,提供一种用于静电放电(ESD)防护的半导体组件,其包括:一硅控整流器(SCR),该硅控整流器包括一半导体基体、一形成于该基体中的第一井、一形成于该基体中的第二井、一形成于该第一井中以用作一阳极的第一p型区域以及一部份形成于该第二井中以用作一阴极之第一n型区域;一形成于该第一井中的p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管,其包括一闸极、一第一扩散区域及一与该第一扩散区域分开的第二扩散区域;一形成于该第一井中并电连接至该PMOS晶体管之该第一扩散区域的第二n型区域;以及一形成于该基体中并电连接至该PMOS晶体管之该第二扩散区域的第二p型区域。 而且,根据本发明,提供一种用于静电放电(ESD)防护的半导体组件,其包括一半导体基体;一形成于该基体中的n型井;一形成于该n型井中的p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管,其包括一闸极、一第一扩散区域以及一与该第一扩散区域分开的第二扩散区域;一形成于该n型井中并电连接至该PMOS晶体管之该第一扩散区域的n型区域,以及一形成于该基体中并电连接至该PMOS晶体管之该第二扩散区域之p型区域,其中在一静电放电事件发生之前,该PMOS晶体管之该闸极系保持于一参考电压位凖,以将该PMOS晶体管保持于一打开状态。 进一步根据本发明,提供一种用于静电放电(ESD)防护之半导体组件,其包括:一硅控整流器(SCR),该硅控整流器包括一半导体基体以及一形成于该基体中的井;一形成于该井中的p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管,其包括一闸极;以及一电连接至该PMOS晶体管之该闸极的侦测电路,其用于在一静电放电事件发生之前将该PMOS晶体管保持于一打开状态。 而且,根据本发明,提供一种用于提供静电放电(ESD)防护的方法,其包括提供一硅控整流器(SCR),该硅控整流器包括一半导体基体及一形成于该基体中的井;提供一形成于该硅控整流器之该井中的p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管,其包括一闸极、一第一扩散区域以及一与该第一扩散区域隔开的第二扩散区域;提供一形成于该井中并电连接至该PMOS晶体管之该第一扩散区域的n型区域;提供一形成于该基体中并电连接至该PMOS晶体管之该第二扩散区域之p型区域;以及在一静电放电事件发生之前将该PMOS晶体管保持于一打开状态。 而且,根据本发明,提供一种用于提供静电放电(ESD)防护的方法,其包括提供一硅控整流器(SCR),其包括一半导体基体、一形成于该基体中的井、一形成于该井中的阳极以及一阴极;提供一形成于该硅控整流器之该井中的p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管,其包括一闸极、一第一扩散区域以及一与该第一扩散区域隔开的第二扩散区域;提供一形成于该井中并电连接至该PMOS晶体管之该第一扩散区域中的n型区域;提供一形成于该基体中并电连接至该PMOS晶体管之该第二扩散区域之p型区域;在一静电放电事件发生之前,将该PMOS晶体管保持于一打开状态;响应一静电放电事件而触发该井中流过该n型区域的一第一电流;响应该第一电流而触发该基体中流过该p型区域的一第二电流;以及将由该静电放电事件所引起的一静电放电电流从该阳极释放至该阴极。 进一步根据本发明,提供一种用于提供静电放电(ESD)防护的方法,其包括提供一静电放电钳比特件,该静电放电钳比特件包括:一硅控整流器(SCR),其包括一半导体基体及一形成于该基体中的井;一形成于该硅控整流器之该井中的p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管,其包括一闸极、一第一扩散区域以及一与该第一扩散区域隔开的第二扩散区域;一形成于该井中并电连接至该PMOS晶体管之该第一扩散区域的n型区域;以及一形成于该基体中并电连接至该PMOS晶体管之该第二扩散区域之p型区域,在一静电放电事件发生之前将该PMOS晶体管保持于一打开状态,响应一静电放电事件而触发该井中的一第一电流,以及响应该第一电流而触发该基体中的一第二电流。 于下文的说明中将部份提出本发明的其他特点与优点,而且从该说明中将了解本发明其中一部份,或者借由实施本发明亦可习得。借由随附之申请专利范围中特别列出的组件与组合将可了解且达成本发明的特点与优点。 应该了解的系,上文的概要说明以及下文的详细说明都仅供作示范与解释,其并未限制本文所主张之发明。