用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及領(lǐng)域靜電防護技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種可節(jié)省集成電路空間并改善靜電防護能力的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]靜電防護長久以來都是電子產(chǎn)業(yè)與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)重要的課題之一。靜電放電常會造成電子產(chǎn)品損壞。隨著半導(dǎo)體制程的進步，集成電路及其元件的尺寸越來越小，相對地集成電路也越容易受到靜電的破壞。為了防止集成電路受到靜電的破壞，現(xiàn)有的集成電路會包含一個靜電防護電路，用于當接收到靜電時將靜電迅速導(dǎo)引至接地端。然而，在現(xiàn)有的集成電路中，靜電防護電路會占據(jù)集成電路一定的空間，進而增加集成電路設(shè)計上的困難，再者，為了節(jié)省空間，靜電防護電路會設(shè)置在集成電路中的特定位置上，而集成電路離靜電防護電路較遠的元件將無法有效地受到靜電防護電路的保護。
[0003]因此，需要提供一種用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省集成電路的空間且能夠提高靜電防護能力。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，設(shè)置在一個集成電路上，該集成電路包含一個封環(huán)(seal ring)設(shè)置在集成電路的外圍，一個金屬環(huán)設(shè)置在封環(huán)的內(nèi)側(cè)，以及一個電源總線設(shè)置在金屬環(huán)的一側(cè)，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含:一個第一P型電極區(qū)，形成在一個P型井上相對應(yīng)于封環(huán)的位置，且耦接至封環(huán)；一個第二 P型電極區(qū)，形成在P型井上相對應(yīng)于金屬環(huán)的位置，且耦接至金屬環(huán)；以及一個第一 N型電極區(qū)，形成在相對應(yīng)于電源總線的位置，且耦接至電源總線；其中，封環(huán)及金屬環(huán)耦接至一個接地端，電源總線耦接至一個電壓源。
[0006]其中，第一 P型電極區(qū)、第二 P型電極區(qū)及第一 N型電極區(qū)之間被多個絕緣區(qū)所隔開。
[0007]其中，多個絕緣區(qū)為場效氧化(Field Oxide, FOX)區(qū)。
[0008]其中，第一 N型電極區(qū)部分形成在P型井及一個N型井上。
[0009]其中，第一 N型電極區(qū)形成在P型井上。
[0010]其中，集成電路另包含一個N型井耦接至電壓源。
[0011]其中，P型井形成在一個P型基底上，集成電路另包含一個N型埋入層設(shè)置在P型井及P型基底之間。
[0012]其中，電源總線設(shè)置在封環(huán)及金屬環(huán)之間。
[0013]其中，第一 N型電極區(qū)向外延伸形成一個N型摻雜區(qū)，且N型摻雜區(qū)的摻雜濃度較第一 N型電極區(qū)的摻雜濃度低。
[0014]其中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包含:一個第二 N型電極區(qū)，形成在P型井上相對應(yīng)于封環(huán)的位置，且耦接至封環(huán)；以及一個第三N型電極區(qū)，形成在P型井上相對應(yīng)于金屬環(huán)的位置，且耦接至金屬環(huán)。
[0015]其中，第二 N型電極區(qū)較第一 P型電極區(qū)接近第一 N型電極區(qū)，且第三N型電極區(qū)較第二 P型電極區(qū)接近第一 N型電極區(qū)。
[0016]其中，集成電路另包含多個耦接單元，用于耦接封環(huán)及金屬環(huán)。
[0017]其中，封環(huán)、金屬環(huán)及電源總線設(shè)置在同一層。
[0018]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:提供一種用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)設(shè)置在一個集成電路上，集成電路包含一個封環(huán)(seal ring)設(shè)置在集成電路的外圍，一個金屬環(huán)設(shè)置在封環(huán)的內(nèi)側(cè)，以及一個電源總線設(shè)置在金屬環(huán)的一側(cè)，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含:一個第一 N型電極區(qū)，形成在一個N型井上相對應(yīng)于封環(huán)的位置，且耦接至封環(huán)；一個第二 N型電極區(qū)，形成在N型井上相對應(yīng)于電源總線的位置，且耦接至電源總線；以及一個第一 P型電極區(qū)，形成在相對應(yīng)于金屬環(huán)的位置，且耦接至金屬環(huán)；其中，封環(huán)及電源總線耦接至一個電壓源，金屬環(huán)耦接至一個接地端。
[0019]其中，第一 N型電極區(qū)、第二 N型電極區(qū)及第一 P型電極區(qū)之間被多個絕緣區(qū)所隔開。
[0020]其中，多個絕緣區(qū)為場效氧化(Field Oxide, FOX)區(qū)。
[0021]其中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包含一個P型井，第一 P型電極區(qū)部分形成在P型井上。
[0022]其中，金屬環(huán)設(shè)置在封環(huán)及電源總線之間。
[0023]其中，集成電路另包含一個金屬層，設(shè)置在封環(huán)、金屬環(huán)及電源總線上方，用于耦接封環(huán)及電源總線。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)設(shè)置在集成電路外圍的封環(huán)、金屬環(huán)及電源總線的相對應(yīng)位置，而不需另外占據(jù)集成電路的空間，進而節(jié)省集成電路的空間。再者，由于本發(fā)明用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)環(huán)繞于集成電路的外圍，因此集成電路的各個元件可受到附近的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的靜電保護，進而改善集成電路的靜電防護能力。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明集成電路配置的第一實施例的示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)對應(yīng)于圖1的A-A剖面線的剖面圖；
[0027]圖3為本發(fā)明集成電路配置的第二實施例的示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)對應(yīng)于圖3的A-A剖面線的剖面圖；
[0029]圖5為本發(fā)明用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)對應(yīng)于圖3的A-A剖面線的另一剖面圖；
[0030]圖6為本發(fā)明用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)對應(yīng)于圖3的A-A剖面線的另一剖面圖；
[0031]圖7為本發(fā)明集成電路配置的第三實施例的示意圖；
[0032]圖8為本發(fā)明用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)對應(yīng)于圖7的A-A剖面線的剖面圖；
[0033]圖9為本發(fā)明集成電路配置的第四實施例的示意圖；
[0034]圖10為本發(fā)明用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)對應(yīng)于圖8的A-A剖面線的剖面圖。
【具體實施方式】
[0035]請同時參閱圖1及圖2，圖1為本發(fā)明集成電路配置的第一實施例的示意圖，圖2為本發(fā)明用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)對應(yīng)于圖1的A-A剖面線的剖面圖。如圖所示，本發(fā)明集成電路10包含一個封環(huán)(sealring)12，一個金屬環(huán)14，以及至少一個電源總線16。封環(huán)12設(shè)置在集成電路10的外圍。金屬環(huán)14設(shè)置于封環(huán)12的內(nèi)側(cè)。電源總線16設(shè)置在金屬環(huán)14的內(nèi)側(cè)。封環(huán)12、金屬環(huán)14以及電源總線16形成在集成電路10的金屬層M1，而集成電路10可另包含其他金屬層M2、M3設(shè)置在金屬層Ml的上方，以形成其他元件。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100包含一個第一 P型電極區(qū)110，一個第二 P型電極區(qū)120，以及一個第一 N型電極區(qū)130。第一 P型電極區(qū)110形成在一個P型井20上相對應(yīng)于封環(huán)12的位置，且耦接至封環(huán)12。第二 P型電極區(qū)120形成在P型井20上相對應(yīng)于金屬環(huán)14的位置，且耦接至金屬環(huán)14。第一 N型電極區(qū)130形成在一個N型井30上相對應(yīng)于電源總線16的位置，且耦接至電源總線16。其中封環(huán)12耦接至一個接地位準GND，電源總線16耦接至一個電壓源VDD1，而金屬環(huán)14可以通過多個耦接單元18耦接至封環(huán)12，以使封環(huán)12和金屬環(huán)14的電壓位準同樣為接地位準GND。
[0036]另外，第一 P型電極區(qū)110、第二 P型電極區(qū)120及第一 N型電極區(qū)130之間被絕緣區(qū)FOX所隔開。絕緣區(qū)FOX為場效氧化(Field Oxide)區(qū)。P型井20及N型井30形成在一個P型基底40上。
[0037]依據(jù)上述配置，P型井20、N型井30、第一 P型電極區(qū)110、第二 P型電極區(qū)120及第一 N型電極區(qū)130可等同形成一個二極管，且當電源總線16接收到靜電時，二極管的PN接面將會因靜電的高電壓位準而崩潰，進而將靜電的電流通過第一 P型電極區(qū)110及第二P型電極區(qū)120宣泄至封環(huán)12及金屬環(huán)14，以提供靜電防護，且靜電的部分能量也會在PN接面崩潰時被吸收。
[0038]請同時參閱圖3及圖4，圖3為本發(fā)明集成電路配置的第二實施例的示意圖，圖4為本發(fā)明用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)對應(yīng)于圖3的A-A剖面線的剖面圖。如圖所示，本發(fā)明集成電路1A包含一個封環(huán)12，一個金屬環(huán)14，以及至少一個電源總線16。封環(huán)22設(shè)置在集成電路1A的外圍。金屬環(huán)14設(shè)置于封環(huán)12的內(nèi)偵彳。電源總線16設(shè)置在封環(huán)12及金屬環(huán)14之間。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200包含一個第一 P型電極區(qū)210，一個第二 P型電極區(qū)220、一個第一 N型電極區(qū)230、一個第二 N型電極區(qū)240以及一個第三N型電極區(qū)250。第一 P型電極區(qū)210形成在一個P型井20A上相對應(yīng)于封環(huán)12的位置，且耦接至封環(huán)12。第二 P型電極區(qū)220形成在P型井20A上相對應(yīng)于金屬環(huán)14的位置，且耦接至金屬環(huán)14。第一 N型電極區(qū)230部分形成在一個N型井30A上相對應(yīng)于電源總線16的位置，且耦接至電源總線16。第二 N型電極區(qū)240形成在P型井20A上相對應(yīng)于封環(huán)12的位置，且耦接至封環(huán)12。第三N型電極區(qū)250形成在P型井20A上相對應(yīng)于金屬環(huán)14的位置，且耦接至金屬環(huán)14。其中，封環(huán)12耦接至接地位準GND，電源總線16耦接至電壓源VDDl，而金屬環(huán)14可以通過多個耦接單元18A耦接至封環(huán)12，以使封環(huán)12和金屬環(huán)14的電壓位準同樣為接地位準 GND。
[0039]另外，第二 N型電極區(qū)240較第一 P型電極區(qū)210接近第一 N型電極區(qū)230，且第三N型電極區(qū)250較第二 P型電極區(qū)220接近第一 N型電極區(qū)230。第一 N型電極區(qū)230、第二 N型電極區(qū)240及第三N型電極區(qū)250之間被絕緣區(qū)FOX所隔開。絕緣區(qū)FOX為場效氧化區(qū)。P型井20A及N型井30A形成在P型基底40上。
[0040]依據(jù)上述配置，P型井20A、第一 N型電極區(qū)230及第二 N型電極區(qū)240可等同形成一雙極性接面電晶體(bipolar junct1n transistor, BJT),且P型井20A、第一 N型電極區(qū)及230第三N型電極區(qū)250也可等同形成另一雙極性接面電晶體，當電源總線16接收到靜電時，雙極性接面電晶體的PN接面將會因靜電的高電壓位準而崩潰，進而將靜電的電流通過第一 P型電極區(qū)210、第二 N型電極區(qū)240、第二 P型電極區(qū)220、第三N型電極區(qū)250宣泄至封環(huán)12及金屬環(huán)14，以提供靜電防護，且靜電的部分能量也會在PN接面崩潰時被吸收。
[0041 ] 另外，在圖4的實施例中，N型井30A不一定要存在，也就是說，第一 N型電極區(qū)230也可形成在P型井20A上。
[0042]請參閱圖5，且一并參閱圖3。圖5為本發(fā)明用于靜電防護的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)對應(yīng)于圖3的A-A剖面線的另一剖面圖。如圖5所示，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)300包含一個第一 P型電極區(qū)310，一個第二 P型電極區(qū)320以及一個第一 N型電極區(qū)330。第一 P型電極區(qū)310形成在P型井20B上相對應(yīng)于封環(huán)12的位置，且耦接至封環(huán)12。第二 P型電極區(qū)320形成在P型井20B上相對應(yīng)于金屬環(huán)14的位置，且耦接至金屬環(huán)14。第一 N型電極區(qū)330部分形成在N型井30B上相對應(yīng)于電源總線16的位置，且耦接至電源總線16。