專利名稱：半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是有關(guān)于一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，且特別是有關(guān)于一種可以避免閉鎖(Latch up)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景半導(dǎo)體技術(shù)中最重要的基本電子單體-金屬氧化物半導(dǎo)體 晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Transistor, MOS )包括N溝 道MOS， P溝道MOS和互補(bǔ)式(Complementary) MOS等類型， 通常一個完整的集成電路，可能由上千萬個MOS組成，當(dāng)半導(dǎo) 體的集成度越來越高之后，PMOS和NMOS之間的距離相當(dāng)重 要，如果PMOS與NMOS距離過近，或者未適當(dāng)?shù)母綦x時，則寄 生于CMOS元件里的寄生元件(例如PNP、 NPN二極管)則可能 會被觸發(fā)為運(yùn)作的狀態(tài)，而影響CMOS正常的操作，甚至喪失 功能，進(jìn)而導(dǎo)致晶片因電壓不足而失效，或者，雖然電壓正常， 但晶片持續(xù)承受大電流，而導(dǎo)致晶片燒毀，此即為閉鎖(latch up )。請參閱圖l,圖l所示為已知半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖l 所示， 一般的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)IO,當(dāng)輸入電流來自轉(zhuǎn)接墊PAD的正 角蟲動電流(positive trigger current)日于，輸入電流會經(jīng)由晶體管 QpNP的D浦ELL流到PwELL的阱區(qū)造成晶體管QpNp導(dǎo)通(turn on), 當(dāng)電阻RpwELL上產(chǎn)生的壓降足以讓晶體管QNPN的基極(Base) 大于射極(Emitter ) 0.7伏特時，晶體管QNPN會導(dǎo)通，此時會產(chǎn) 生正反饋而導(dǎo)致硅控整流器SCR ( PNPN)導(dǎo)通(turn on)，即(PS為正電位、N為DNWELL、 P為PwELL、 Ns為負(fù)電位)，因此會有閉鎖(latch-up )的問題。同樣的，來自轉(zhuǎn)接墊PAD的負(fù)觸動電流(Negative trigger current)會經(jīng)由晶體管Qnpn,人Pwel兒流到
I)NWELL造成晶體管QNPN導(dǎo)通，當(dāng)電阻R麗ELL
產(chǎn)生的壓降足以讓
晶體管QPNP的基極(Base)小于射極(Emitter) 0.7伏特時，晶 體管QpNP導(dǎo)通，此時會產(chǎn)生正反饋而導(dǎo)致硅控整流器SCR (PNPN)導(dǎo)通(turn on )，即(Ps為正電位、N為I)nwell、 P為 Pwell、 Ns為負(fù)電位)，因此會有閉鎖(latch-up)的問題，以上 所述這兩種情形都可能產(chǎn)生正反饋而進(jìn) 一 步產(chǎn)生閉鎖的現(xiàn)象， 造成電路上的問題。
因此實(shí)有必要發(fā)展一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以解決現(xiàn)行半導(dǎo)體結(jié)構(gòu) 中所因?yàn)榘l(fā)生閉鎖的現(xiàn)象而衍生出的各種問題。

實(shí)用新型內(nèi)容
因此，本實(shí)用新型的目的之一，在于提供一種可避免閉鎖 的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，以解決已知技術(shù)所面臨的問題。
本實(shí)用新型提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括一基 底、 一第一金屬氧化物半導(dǎo)體、 一第二金屬氧化物半導(dǎo)體、一 第一半導(dǎo)體區(qū)以及一第二半導(dǎo)體區(qū)。第一金屬氧化物半導(dǎo)體以
及該第二金屬氧化物半導(dǎo)體分別形成于該基底上。第一半導(dǎo)體 區(qū)形成于該基底以及該第一金屬氧化物半導(dǎo)體之間。第二半導(dǎo) 體區(qū)則形成于該基底以及該第二金屬氧化物半導(dǎo)體之間。其中 該第 一 半導(dǎo)體區(qū)以及該第二半導(dǎo)體區(qū)用以隔離該第 一金屬氧化 物半導(dǎo)體以及該第二金屬氧化物半導(dǎo)體。借此可以避免半導(dǎo)體
結(jié)構(gòu)發(fā)生閉鎖(latch up )的現(xiàn)象。
本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該基底為一P型基底。 本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包括一第
三半導(dǎo)體區(qū)，形成于該第二金屬氧化物半導(dǎo)體以及該第二半導(dǎo)
體區(qū)之間。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該第一半導(dǎo)體區(qū)以及該第 二半導(dǎo)體區(qū)分別為一深N阱所構(gòu)成。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該第三半導(dǎo)體區(qū)為一P型 阱所構(gòu)成。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該第一金屬氧化物半導(dǎo)體 為一P型金屬氧化物半導(dǎo)體。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該第一金屬氧化物半導(dǎo)體 包括一P型漏才及、一P型源極以及一N型基才及，其中該P(yáng)型源極以 及該N型基極耦接于 一 第 一 電壓源。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包括一第一P型注入?yún)^(qū)，該第一P型注入?yún)^(qū)耦接于該P(yáng)型漏極、該N型基極以及一第二電壓源，以形成一第一晶體管。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該第 一 晶體管為 一 寄生PNP雙載流子晶體管。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該第 一 晶體管為 一 直向PNP雙載流子晶體管。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該第二金屬氧化物半導(dǎo)體 為一N型金屬氧化物半導(dǎo)體。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該第二金屬氧化物半導(dǎo)體 包括一N型漏極、一N型源極以及一P型基極，其中該N型源極 以及該P(yáng)型基極耦接于該第二電壓源。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包括一第 二P型注入?yún)^(qū)，該第二P型注入?yún)^(qū)耦接于該第二電壓源。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該第二電壓源為 一接地端。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該N型漏極、該N型源極以 及該P(yáng)型基極形成于該第三半導(dǎo)體區(qū)中。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包括一深N型阱區(qū)，該深N型阱區(qū)耦接于該N型漏^ l、該P(yáng)型基極以及該 第一電壓源，以形成一第二晶體管。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該第二晶體管為 一 寄生 NPN雙載流子晶體管。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該第二晶體管為 一 直向 NPN雙載流子晶體管。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包括一第 二P型注入?yún)^(qū)，耦4妻于該第二電壓源。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包括一第 一柵極注入?yún)^(qū)以及一第二柵極注入?yún)^(qū)，該第一柵極注入?yún)^(qū)耦接 于該P(yáng)型漏極以及該P(yáng)型源極之間，而該第二柵極注入?yún)^(qū)耦接于 該N型漏才及以及該N型源才及之間。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包括一轉(zhuǎn) 接墊，耦接于該P(yáng)型漏極以及該N型漏極，用以輸入一輸入電流。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以防止產(chǎn)生閉鎖。


圖l所示為已知半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2所示為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖2,圖2所示為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示意圖。 如圖2所示，本實(shí)施例的一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)20包括一基底PsuB、 一 第一金屬氧化物半導(dǎo)體M1、 一第二金屬氧化物半導(dǎo)體M2、 一第 一半導(dǎo)體區(qū)DNWELL,以及一第二半導(dǎo)體區(qū)D冊ELL2。于一實(shí)施例中，該基底PsuB為一P型基底(P substrate )。第一金屬氧化物 半導(dǎo)體Ml形成于該基底PsuB上。第二金屬氧化物半導(dǎo)體M2形成于該基底PSUB上。第一半導(dǎo)體區(qū)D，e!^形成于該基底PsuB以及 該第一金屬氧化物半導(dǎo)體M1之間。第二半導(dǎo)體區(qū)DNWE,兒2形成 于該基底PSUB以及該第二金屬氧化物半導(dǎo)體M2之間。其中該第 一半導(dǎo)體區(qū)D，ell,以及該第二半導(dǎo)體區(qū)D麗ell2用以隔離該第
一金屬氧化物半導(dǎo)體M1以及該第二金屬氧化物半導(dǎo)體M2。其 中，第 一金屬氧化物半導(dǎo)體M1為一P型金屬氧化物半導(dǎo)體 (PMOS )。而第二金屬氧化物半導(dǎo)體M2為一N型金屬氧化物半 導(dǎo)體(NMOS)。第一半導(dǎo)體區(qū)DNWELu以及該第二半導(dǎo)體區(qū) 1)nwell2則分別為一深N阱(Deep N Well)所構(gòu)成。
本實(shí)用新型的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)20另包括一第三半導(dǎo)體區(qū)PwELL， 于一實(shí)施例中，第三半導(dǎo)體區(qū)PwELL為一P型阱(P Well)所構(gòu) 成。第三半導(dǎo)體區(qū)Pwell形成于第二金屬氧化物半導(dǎo)體M2以及 第二半導(dǎo)體區(qū)Dnwelx2之間。
于一實(shí)施例中，第一金屬氧化物半導(dǎo)體M1包括一P型漏極 PD、 一P型源板Ps以及一N型基板Nb，其中該P(yáng)型源極Ps以及該N 型基極NB耦接于一第一電壓源VDD。此外，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)20另包 括 一 第一P型注入?yún)^(qū)PSUB1 ，該第一P型注入?yún)^(qū)PSUB,耦接于該P(yáng)型 漏極Po、該N型基極NB以及一第二電壓源GND，借此形成一第 一晶體管Q!。其中，該第二電壓源GND為一接地端。于一實(shí)施 例中，第一晶體管Q,為一寄生PNP雙載流子晶體管(parasitic bipolar transistor )。于本實(shí)施例中，第 一 晶體管為 一 直向PNP 雙載流子晶體管。
而，第二金屬氧化物半導(dǎo)體M2包括一N型漏極ND、 一N型 源極N s以及一 P型基極P b 。其中該N型源極以及該P(yáng)型基極耦接 于該第二電壓源GND。其中，該N型漏極N。、該N型源極Ns以 及該P(yáng)型基極PB形成于第三半導(dǎo)體區(qū)P well中。另外，半導(dǎo)體結(jié) 構(gòu)20另包括一深N型阱區(qū)Nc，該深N型阱區(qū)N。耦接于該N型漏極ND、該P(yáng)型基極PB以及第一電壓源VDD，借此形成一第二晶體 管q2。于一實(shí)施例中，第二晶體管q2為一寄生NPN雙載流子晶 體管(parasitic bipolar transistor )。 而于本實(shí)施例中,第二晶體 管Q 2為 一 直向N P N雙載流子晶體管。于一實(shí)施例中，本實(shí)用新型的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)20另包括一第二P型注入?yún)^(qū)PSUB2。第二P型注入?yún)^(qū)PsuB2耦4妻于第二電壓源GND。而于另 一 實(shí)施例中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)20另包括 一 第 一 柵極注入?yún)^(qū) Gate,以及 一 第二柵極注入?yún)^(qū)Gate2 。第一 4冊極注入?yún)^(qū)Gate,耦接 于P型漏極PD以及該P(yáng)型源極Ps之間，而第二柵極注入?yún)^(qū)Gate2 耦接于耦接于該N型漏極ND以及該N型源極Ns之間。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)20另包括一轉(zhuǎn)接墊PAD。轉(zhuǎn)接墊PAD耦接于該P(yáng) 型漏極PD以及該N型漏極No,用以輸入一輸入電流Iw。由于本實(shí)用新型的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)20是利用深N阱隔離PMOS 以及NMOS,并在其中加入一個接地的第二P型注入?yún)^(qū)Psub2，所 以來自轉(zhuǎn)沖妻墊PAD的正角蟲動電流(positive trigger current )會經(jīng) 由第一晶體管(PNP雙載流子晶體管)Qi流至接地端GND，而且因?yàn)榈谝籔型注入?yún)^(qū)PsujH與第二P型注入?yún)^(qū)PsuB2是相互分離的，所以第二 P型注入?yún)^(qū)P s u b 2可以維持在接地端G N D的低電位， 且深N阱是接在第 一電壓源VDD,因此P型基底Psub與深N阱之 間不會形成順向?qū)?，因此我們不會看到傳統(tǒng)上PsNPNs ( Ps 為正電位、N為Nwell、 P為P substrate、 Ns為負(fù)電位)的硅控整 流器SCR的路徑，因此不會有閉鎖(latch-up)的問題；此外， 來自轉(zhuǎn)接墊PAD的負(fù)觸動電流(Negative trigger current)會經(jīng) 由第二晶體管(NPN雙載流子晶體管)q2流至接地端GND,而且因?yàn)榈谝籔型注入?yún)^(qū)Psub,與第二P型注入?yún)^(qū)PsUB2是相互分離的，所以第二P型注入?yún)^(qū)Psub2可以維持在接地端GND的低電位，且P阱是接地，因此P型基底PsuB與深N阱之間形成逆向而不易導(dǎo)通，因此我們不會看到傳統(tǒng)上PsNPNs ( Ps為正電位、N為 Nwell、 P為P substrate、 Ns為負(fù)電位)的SCR路徑，因此不會有 閉鎖(latch-up)的問題，所以本實(shí)用新型可以解決半導(dǎo)體結(jié)構(gòu) 產(chǎn)生閉鎖的問題。以上所述僅為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，然其并非用以限定 本實(shí)用新型的范圍，任何熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人員，在不脫離本實(shí) 用新型的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)和變化， 因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)以本申請的權(quán)利要求書所界定的 范圍為準(zhǔn)。附圖中符號的簡單說明如下10、 20:半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)PSUB:基底Ml、 M2:金屬氧化物半導(dǎo)體Dnwelli、 Dnwell2、 Pwell、 Dnwell^ 半導(dǎo)體區(qū)PSUB1、 PSUB2: P型注入?yún)^(qū)PD、 ND: 漏極Ps、 Ns:源極PB、 NB:基極VDD:第一電壓源GND:第二電壓源Qi、 Q2、 Qpnp、 Qnpn: 晶體管 Gate:柵極Gate。 Gate2:第一柵極注入?yún)^(qū)PAD:轉(zhuǎn)接墊IIN: 輸入電流Rpwell、 Rnwell: 電阻。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括一基底；一第一金屬氧化物半導(dǎo)體，形成于該基底上；一第二金屬氧化物半導(dǎo)體，形成于該基底上；一第一半導(dǎo)體區(qū)，形成于該基底以及該第一金屬氧化物半導(dǎo)體之間；以及一第二半導(dǎo)體區(qū)，形成于該基底以及該第二金屬氧化物半導(dǎo)體之間；其中該第一半導(dǎo)體區(qū)以及該第二半導(dǎo)體區(qū)用以隔離該第一金屬氧化物半導(dǎo)體以及該第二金屬氧化物半導(dǎo)體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該基 底為一P型基底。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該半 導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包括一第三半導(dǎo)體區(qū)，形成于該第二金屬氧化物半 導(dǎo)體以及該第二半導(dǎo)體區(qū)之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第 一半導(dǎo)體區(qū)以及該第二半導(dǎo)體區(qū)分別為一深N阱所構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第 三半導(dǎo)體區(qū)為一P型阱所構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第 一金屬氧化物半導(dǎo)體為一P型金屬氧化物半導(dǎo)體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第 一金屬氧化物半導(dǎo)體包括一P型漏極、一P型源極以及一N型基 極，其中該P(yáng)型源極以及該N型基極耦接于 一 第 一 電壓源。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該半 導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包括一第一P型注入?yún)^(qū)，該第一P型注入?yún)^(qū)耦接于該 P型漏極、該N型基極以及一第二電壓源，以形成一第一晶體管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一晶體管為 一 寄生P N P雙載流子晶體管。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第 一晶體管為 一 直向P N P雙載流子晶體管。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該 第二金屬氧化物半導(dǎo)體為一N型金屬氧化物半導(dǎo)體。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該 第二金屬氧化物半導(dǎo)體包括一N型漏極、一N型源極以及一 P型 基極，其中該N型源極以及該P(yáng)型基極耦接于該第二電壓源。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包括一第二P型注入?yún)^(qū)，該第二P型注入?yún)^(qū)耦接于 該第二電壓源。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該 第二電壓源為 一接地端。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該 N型漏極、該N型源極以及該P(yáng)型基極形成于該第三半導(dǎo)體區(qū)中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包括一深N型阱區(qū)，該深N型阱區(qū)耦接于該N型漏 極、該P(yáng)型基極以及該第一電壓源，以形成一第二晶體管。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該 第二晶體管為 一 寄生NPN雙載流子晶體管。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該 第二晶體管為 一 直向N P N雙載流子晶體管。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包括一第二P型注入?yún)^(qū)，耦接于該第二電壓源。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包括 一 第 一 柵極注入?yún)^(qū)以及 一 第二柵極注入?yún)^(qū)，該第一柵極注入?yún)^(qū)耦接于該P(yáng)型漏極以及該P(yáng)型源極之間，而該第二4冊極注入?yún)^(qū)耦^妾于該N型漏極以及該N型源才及之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另包括一轉(zhuǎn)接墊，耦接于該P(yáng)型漏極以及該N型漏 極，用以，命入一輸入電流。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括一基底、一第一金屬氧化物半導(dǎo)體、一第二金屬氧化物半導(dǎo)體、一第一半導(dǎo)體區(qū)以及一第二半導(dǎo)體區(qū)。第一金屬氧化物半導(dǎo)體以及第二金屬氧化物半導(dǎo)體分別形成于該基底上。第一半導(dǎo)體區(qū)形成于該基底以及該第一金屬氧化物半導(dǎo)體之間。第二半導(dǎo)體區(qū)形成于該基底以及該第二金屬氧化物半導(dǎo)體之間。其中該第一半導(dǎo)體區(qū)以及該第二半導(dǎo)體區(qū)用以隔離該第一金屬氧化物半導(dǎo)體以及該第二金屬氧化物半導(dǎo)體。本實(shí)用新型所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以防止產(chǎn)生閉鎖。
文檔編號H01L27/085GK201142330SQ20082000182
公開日2008年10月29日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
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