本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種布置在晶體管（25）附近的、用于進行保護防止ESD的二極管（23）。二極管包括第一傳導(dǎo)類型的阱（5）和與第一傳導(dǎo)類型相對的第二傳導(dǎo)類型的摻雜區(qū)域（4）。晶體管包括第一傳導(dǎo)類型的摻雜阱（2）和摻雜區(qū)域（1）。晶體管的阱（2）的摻雜低于二極管的阱（5）。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】用作靜電放電保護措施的晶體管組件本專利技術(shù)涉及一種具有受到保護防止靜電放電的晶體管的裝置。在電子電路中，可能發(fā)生由于靜電放電(ESD)引起的過壓，這損壞了電路元件。因此電子電路常常配備有ESD保護裝置。US 5751042A描述了一種用于兩個相互相鄰的、具有用于源極和漏極的η.區(qū)域的η溝道元件的ESD保護電路。第一 η溝道元件的漏極η+區(qū)域連接到供電電壓的正端子，并且第二 η溝道元件的源極η+區(qū)域連接到供電電壓的負端子。第一 η溝道元件的漏極η+區(qū)域被布置在距第二 η溝道元件的源極η+區(qū)域的一定距離處，并且通過場氧化物區(qū)域隔離。增加ρη結(jié)處的擊穿電壓的η型阱與第一 η溝道元件的漏極η+區(qū)域基本上重疊，并且延伸到第二 η溝道元件的源極η+區(qū)域。阱較之η+區(qū)域更深地延伸到襯底中并且具有比η+區(qū)域低的摻雜劑濃度。作為另一可能方案，本公布指出了第一 η溝道元件的漏極η+區(qū)域和第二 η溝 道元件的源極η+區(qū)域之間的P+型保護環(huán)的布置。這旨在減小在兩個η溝道元件之間形成的寄生ηρη雙極型晶體管的電流增益并且因此防止由靜電放電觸發(fā)的所謂的“快回(snap-back)，，。本專利技術(shù)的問題在于說明如何有效地保護晶體管元件防止由于發(fā)生靜電放電引起的損壞。該目的通過具有權(quán)利要求I的特征的晶體管組件來實現(xiàn)。配置來自各從屬權(quán)利要求。在該晶體管組件中，二極管被布置在晶體管附近用于進行保護防止ESD。晶體管包括第一傳導(dǎo)類型(η型或P型)的摻雜阱以及至少一個布置在阱外部的、第一傳導(dǎo)類型的摻雜區(qū)域。在下面的描述中以及在權(quán)利要求中，傳導(dǎo)類型將被理解成僅意味著η型或P型，而不是指示摻雜水平(摻雜劑濃度)。二極管包括第一傳導(dǎo)類型的摻雜阱以及至少一個布置在阱外部的、與第一傳導(dǎo)類型相對的第二傳導(dǎo)類型的摻雜區(qū)域，就是說，如果阱是η型的，則摻雜區(qū)域是P型的，或者如果阱是P型的，則摻雜區(qū)域是η型的。二極管的摻雜區(qū)域布置在二極管的阱和晶體管的摻雜區(qū)域之間。晶體管的阱和二極管的阱彼此電傳導(dǎo)地連接。作為集電極的晶體管的阱、作為基極的二極管的摻雜區(qū)域以及作為發(fā)射極的晶體管的摻雜區(qū)域形成了寄生雙極型晶體管，即并非由晶體管的結(jié)構(gòu)有意形成的雙極型晶體管。晶體管的阱的摻雜比二極管的阱低。在晶體管的摻雜區(qū)域和二極管的阱之間存在小的距離，使得較之作為集電極的二極管的阱、作為基極的二極管的摻雜區(qū)域以及作為發(fā)射極的晶體管的摻雜區(qū)域形成的附加雙極型晶體管，該寄生雙極型晶體管由于阱的不同摻雜具有較小的電流增益。如果在沒有保護二極管的晶體管元件中發(fā)生靜電放電，并且引起晶體管的阱和周圍的半導(dǎo)體材料之間的不需要的電流流動，則可以在晶體管工作時施加電壓的情況下使晶體管的寄生雙極型晶體管生效，并且出現(xiàn)被稱為快回的電流強度的急劇增加，這損壞了晶體管。然而，由于通過二極管形成的附加寄生雙極型晶體管的較大的電流增益，在晶體管中出現(xiàn)的電流強度保持為受限制的，并且保護晶體管防止損壞。為了實現(xiàn)這一點，適當?shù)卣{(diào)整晶體管的阱和二極管的阱中的摻雜劑濃度以及晶體管和二極管之間的距離。在晶體管組件的一個實施例中，第一傳導(dǎo)類型是η型并且第二傳導(dǎo)類型是P型。在另一實施例中，二極管的和晶體管的阱和摻雜區(qū)域被布置在由第二傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體材料制成的襯底中。在另一實施例中，具有連接導(dǎo)體和接觸焊盤的電傳導(dǎo)接觸連接(contactconnection，端子連接)被設(shè)置在襯底上方。這些連接導(dǎo)體中的一個被布置在晶體管的阱的接觸區(qū)域上，并且這些連接導(dǎo)體中的另一個被布置在二極管的阱的接觸區(qū)域上。在另一實施例中，連接導(dǎo)體形成為指形且彼此平行布置，并且接觸連接以該方式彼此以梳的方式銜接。 在另一實施例中，晶體管的阱被設(shè)置成漏極并且晶體管的摻雜區(qū)域被設(shè)置成源極。在另一實施例中，晶體管在阱的背離摻雜區(qū)域的側(cè)上具有與摻雜區(qū)域電傳導(dǎo)地連接的、第一傳導(dǎo)類型的附加摻雜區(qū)域。該附加摻雜區(qū)域同樣布置在阱外部。在另一實施例中，二極管在阱的背離摻雜區(qū)域的側(cè)上具有與摻雜區(qū)域電傳導(dǎo)地連接的、第二傳導(dǎo)類型的附加摻雜區(qū)域。該附加摻雜區(qū)域同樣布置在阱外部。在另一實施例中，在晶體管的背離二極管的側(cè)上存在作為保護二極管的附加二極管，并且晶體管和二極管的布置相對于穿過晶體管的阱的對稱平面鏡像對稱。在另一實施例中，二極管的阱的摻雜至少高達晶體管的阱的摻雜的兩倍。晶體管例如可以是高電壓NMOS晶體管。參照附圖，晶體管組件的示例的更準確的描述如下。圖I示出了實施例的橫截面。圖2示出了根據(jù)圖I的實施例的俯視圖。圖3示出了相關(guān)聯(lián)的電路圖。圖I示出了穿過晶體管組件的實施例的橫截面。在半導(dǎo)體材料的襯底10的上側(cè)面上形成摻雜阱和摻雜區(qū)域。晶體管25的第一摻雜區(qū)域I具有第一傳導(dǎo)類型并且例如被設(shè)置成晶體管25的源極。摻雜阱2同樣具有第一傳導(dǎo)類型并且例如被設(shè)置成晶體管25的漏極。摻雜阱2可以配備有更高摻雜的接觸區(qū)域20，通過其實現(xiàn)外部電端子的歐姆接觸。此外，在圖示實施例中設(shè)置了用于晶體管的源極的第一傳導(dǎo)類型的附加摻雜區(qū)域3。摻雜區(qū)域1、3可以在襯底10的上側(cè)面上彼此電傳導(dǎo)地連接。在一個實施例中，襯底10內(nèi)部的摻雜區(qū)域1、3形成了連續(xù)摻雜區(qū)域；在該實施例中，摻雜區(qū)域1、3的在圖I中所示的截面還彼此分離。用于源極和漏極的摻雜阱2和摻雜區(qū)域1、3被布置成彼此具有距離，使得在源極和漏極之間的襯底10的半導(dǎo)體材料中設(shè)有溝道區(qū)域，所述溝道區(qū)域可以在晶體管的操作期間通過布置在上方的柵極電極26進行控制。在柵極電極26和襯底10的半導(dǎo)體材料之間設(shè)置有薄的柵極電介質(zhì)。在圖I的橫截面中，通過柵極電極26的尺寸表示，摻雜區(qū)域I、3和接觸區(qū)域20可以相對于柵極電極26自對準地形成。被設(shè)置成保護二極管的二極管23由第一傳導(dǎo)類型的摻雜阱5和與第一傳導(dǎo)類型相對的第二傳導(dǎo)類型的摻雜區(qū)域4形成。摻雜區(qū)域4被布置在二極管23的阱5和晶體管25的摻雜區(qū)域I之間。此外，在圖示實施例中為二極管23提供第二傳導(dǎo)類型的附加摻雜區(qū)域6。摻雜區(qū)域4、6可以在襯底10的上側(cè)面上和/或襯底10內(nèi)部電傳導(dǎo)地連接。特別地，第一傳導(dǎo)類型可以是η型并且第二傳導(dǎo)類型可以是P型。在該情況下，阱5形成二極管的陰極并且摻雜區(qū)域4、6形成二極管的陽極。摻雜阱5可以配備有較高摻雜的接觸區(qū)域50，通過其實現(xiàn)用于外部電端子的歐姆接觸。在圖I中示意性地繪出了第一接觸連接7、第二接觸連接8和第三接觸連接9。這些接觸連接7、8、9優(yōu)選地通過印刷導(dǎo)體(printed conductors,印刷導(dǎo)線,帶狀導(dǎo)線)在襯底10的上側(cè)面上形成。不同于此或者此外，也可以通過適當摻雜的區(qū)域在襯底10的半導(dǎo)體材料內(nèi)部形成電傳導(dǎo)連接。在圖示實施例中，第一接觸連接7使二極管23的第二傳導(dǎo)類型的兩個摻雜區(qū)域4、6彼此連接。如果例如襯底10具有第二傳導(dǎo)類型的弱摻雜，則這些連接可以同時被設(shè)置成襯底接觸。第二接觸連接8連接晶體管的被設(shè)置成源極的摻雜區(qū)域1、3。第三接觸區(qū)域9將晶體管25的設(shè)置成漏極的阱2連接到二極管23中的第一傳導(dǎo)類型的阱5。 阱2、5，摻雜區(qū)域1、3、4、6和襯底10的不同的傳導(dǎo)類型使得在元件結(jié)構(gòu)中形成寄生雙極型晶體管。第一雙極型晶體管由晶體管25的源極和漏極以及襯底10的和二極管23的相反摻雜的半導(dǎo)體材料形成。阱2是該第一寄生雙極型晶體管的集電極并且摻雜區(qū)域I是其發(fā)射極；基極本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.01.26 DE 102010005715.01.一種晶體管組件，具有 -晶體管(25)，其具有第一傳導(dǎo)類型的阱(20)以及布置在所述阱外部的第一傳導(dǎo)類型的摻雜區(qū)域(I)，以及 -二極管(23)，其具有第一傳導(dǎo)類型的附加阱(5)以及布置在所述附加阱外部的、與所述第一傳導(dǎo)類型相對的第二傳導(dǎo)類型的摻雜區(qū)域(4)， 其中 -所述二極管的摻雜區(qū)域(4)布置在所述二極管的阱(5)和所述晶體管的摻雜區(qū)域(I)之間，并且所述晶體管的阱(2)和所述二極管的阱(5)彼此電傳導(dǎo)地連接，以及其中 -在所述晶體管的摻雜區(qū)域(I)和所述二極管的阱(5)之間存在充分小的距離，并且所述晶體管的阱(2)具有比所述二極管的阱(5)充分低的摻雜，使得通過作為集電極的所述晶體管的阱(2)、作為基極的所述二極管的摻雜區(qū)域(4)和作為發(fā)射極的所述晶體管的摻雜區(qū)域(I)形成的雙極型晶體管，與通過作為集電極的所述二極管的阱(5)、作為基極的所述二極管的摻雜區(qū)域(4)和作為發(fā)射極的所述晶體管的摻雜區(qū)域(I)形成的雙極型晶體管相比，具有較低的電流增益。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體管組件，其中 第一傳導(dǎo)類型是η型并且第二傳導(dǎo)類型是P型。3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的晶體管組件，其中 阱(2、5)和摻雜區(qū)域(1、3、4、6)被布置在由第二傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體材料制成的襯底(10)中。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶體管組件，其中 具有連接導(dǎo)體(11、12、13、14、15、16)和接觸焊...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：弗雷德里克·羅格，沃爾夫?qū)べ囈蚱绽紫Ｌ?/a>，
申請(專利權(quán))人：ams有限公司，
類型：
國別省市：
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