專利名稱：靜電放電保護(hù)單元及半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體器件，尤其涉及具有靜電保護(hù)單元的半導(dǎo)體器件及其中的靜電放電保護(hù)單元。
背景技術(shù)：
在大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中，對半導(dǎo)體器件提供靜電放電(ESD)保護(hù)是必要的。由ESD引起的高壓大電流可能瞬間超出半導(dǎo)體器件允許的承受范圍，從而對半導(dǎo)體器件造成嚴(yán)重?fù)p害。因此，為了防止ESD對諸如金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)、雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(DMOS)等半導(dǎo)體器件造成例如柵氧化層擊穿等損害，可以在這些半導(dǎo)體器件的柵極和源極之間耦接ESD保護(hù)單元。這樣，在因靜電放電(ESD)產(chǎn)生的電壓高于一定值(例如，該值可以設(shè)定為低于這些半導(dǎo)體器件的柵氧化層的擊穿電壓值)時，可以使該ESD保護(hù)單元導(dǎo)通，從而為ESD的能量釋放提供通路。當(dāng)今，為了降低產(chǎn)品尺寸及生產(chǎn)成本，通常希望將ESD保護(hù)模塊集成于半導(dǎo)體器件中。圖1示出了一種常用的可集成于半導(dǎo)體器件中的ESD保護(hù)單元50的平面俯視示意圖。ESD保護(hù)單元50 —般通過對多晶硅層51進(jìn)行P型和N型摻雜而形成交替排布的P型摻雜區(qū)Sl1和N型摻雜區(qū)512而形成。相鄰的P型摻雜區(qū)Sl1和N型摻雜區(qū)512之間構(gòu)成PN結(jié)，從而ESD保護(hù)單元50包括串聯(lián)的PN 二極管組。該串聯(lián)的PN 二極管組50通常被耦接于半導(dǎo)體器件(例如:M0SFET、JFET、DMOS等)的柵極金屬和源極金屬之間以為半導(dǎo)體器件的柵氧化層提供ESD保護(hù)。ESD保護(hù)單元50的形狀(包括多晶硅層51及各P型摻雜區(qū)Sl1和N型摻雜區(qū)512的形狀)對ESD保護(hù)單元50的性能有較大影響。仍參考圖1，ESD保護(hù)單元50通常制作成具有圓角的閉合方形。由于該閉合方形的圓角處SO1的曲率較大，與該閉合方形的邊上502的曲率不同，因此在該ESD保護(hù)單元50通電時，電場分布不均勻。在曲率相對較大的部分(例如圓角處SO1)的電場強(qiáng)度相對較強(qiáng)，相對于曲率相對較小的部分(例如邊上502)更易被擊穿，限制了 ESD保護(hù)單元50的耐擊穿電壓。另外P型摻雜區(qū)Sl1和N型摻雜區(qū)512之間構(gòu)成的PN結(jié)的面積也是影響ESD保護(hù)單元性能的一個重要因素。在ESD保護(hù)單元50的厚度(即，多晶硅層51及各P型摻雜區(qū)511和N型摻雜區(qū)512的厚度)一定的情況下，PN結(jié)的面積取決于各個P型摻雜區(qū)Sl1和N型摻雜區(qū)512之間構(gòu)成的PN結(jié)的周長，在圖1中則體現(xiàn)為ESD保護(hù)模塊50的閉合方形輪廓線的周長。增大ESD保護(hù)模塊50的形狀的周長則可以增大每個PN結(jié)的面積，減小每個PN結(jié)的電阻，從而改善ESD保護(hù)模塊50的電流導(dǎo)通能力和電流均勻性，從而為該半導(dǎo)體器件10提供更好的ESD保護(hù)。

實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中的一個或多個問題，本公開的實(shí)施例提供一種包可以集成于半導(dǎo)體器件中的ESD保護(hù)單元及包含該ESD保護(hù)單元的半導(dǎo)體器件。[0007]在本公開的一個方面，提出了一種靜電放電保護(hù)單元，包括:構(gòu)圖的半導(dǎo)體層，該構(gòu)圖的半導(dǎo)體層包括環(huán)狀的第一部分，所述環(huán)狀的第一部分具有外輪廓線和內(nèi)輪廓線，該外輪廓線和該內(nèi)輪廓線均為波浪線并且實(shí)質(zhì)上相互平行；其中，該外輪廓線和該內(nèi)輪廓線之間的中線也是波浪線，實(shí)質(zhì)上與所述外輪廓線和所述內(nèi)輪廓線平行，并且該中線上每一點(diǎn)處的曲率均實(shí)質(zhì)上相同。根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述第一部分具有沿所述中線的法線方向交替排布于所述外輪廓線和所述內(nèi)輪廓線之間的多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)，所述第二導(dǎo)電類型與所述第一導(dǎo)電類型相反，并且每個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的寬度實(shí)質(zhì)上處處均勻一致，每個第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的寬度也實(shí)質(zhì)上處處均勻一致。根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述中線由交替的凹形弧線和凸形弧線構(gòu)成，該凹形弧線向所述環(huán)狀的第一部分的內(nèi)側(cè)隆起，該凸形弧線向所述環(huán)狀的第一部分的外側(cè)隆起，該凹形弧線的半徑和該凸形弧線的半徑實(shí)質(zhì)上相等。根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述第一部分由交替的凹形弧段和凸形弧段構(gòu)成，該凹形弧段向所述環(huán)狀的第一部分的內(nèi)側(cè)隆起，該凸形弧段向所述環(huán)狀的第一部分的外側(cè)隆起，該凹形弧段的內(nèi)徑與該凸形弧段的內(nèi)徑實(shí)質(zhì)上相等，該凹形弧段的外徑和該凸形弧段的外徑實(shí)質(zhì)上相等。根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)包括第一導(dǎo)電類型的中間摻雜區(qū)和由該中間摻雜區(qū)開始向該中間摻雜區(qū)的兩側(cè)對稱交替排布的多個第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)，其中所述中間摻雜區(qū)沿所述中線形成。根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述環(huán)狀的第一部分整體上大致呈方形環(huán)狀；該方形環(huán)狀的所述中線，在該方形環(huán)狀拐角處的弧線的弧度比在該方形環(huán)狀的邊上的弧線的弧度大H/2 ;并且該方形環(huán)狀的所述中線，在該方形環(huán)狀的邊上的凹形弧線和凸形弧線的弧度實(shí)質(zhì)上相等。根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述環(huán)狀的第一部分整體上大致呈圓形環(huán)狀，該圓形環(huán)狀的所述中線的凹形弧線的弧度和其凸形弧線的弧度相差一個固定的角度。根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述構(gòu)圖的半導(dǎo)體層可以進(jìn)一步包括餅狀的第二部分，該第二部分的輪廓線與所述第一部分的內(nèi)輪廓線重合，并且該第二部分的摻雜類型與所述多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)中的位于所述第一部分最內(nèi)側(cè)的摻雜區(qū)的摻雜類型相反。在本公開的一個方面，提出了 一種半導(dǎo)體器件，包括:襯底；晶體管，形成于襯底中，具有漏區(qū)、柵區(qū)和源區(qū)；靜電放電保護(hù)單元，形成于襯底上方，包括構(gòu)圖的半導(dǎo)體層；以及靜電放電隔離層，形成于襯底表面上，將所述靜電放電保護(hù)單元與襯底隔離；其中，所述構(gòu)圖的半導(dǎo)體層包括環(huán)狀的第一部分，該環(huán)狀的第一部分具有外輪廓線和內(nèi)輪廓線，該外輪廓線和該內(nèi)輪廓線均為波浪線并且實(shí)質(zhì)上相互平行；所述外輪廓線和所述內(nèi)輪廓線之間的中線也是波浪線，與所述外輪廓線和所述內(nèi)輪廓線實(shí)質(zhì)上平行，并且該中線上每一點(diǎn)處的曲率均實(shí)質(zhì)上相同；以及，所述第一部分具有沿所述中線的法線方向交替排布于所述外輪廓線和所述內(nèi)輪廓線之間的多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)，所述第二導(dǎo)電類型與所述第一導(dǎo)電類型相反，并且每個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的寬度實(shí)質(zhì)上處處均勻一致，每個第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的寬度也實(shí)質(zhì)上處處均勻一致。[0015]根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述靜電放電保護(hù)單元耦接于所述晶體管的柵區(qū)和源區(qū)之間。根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述半導(dǎo)體器件可以進(jìn)一步包括:層間介電層，覆蓋所述襯底和所述靜電放電保護(hù)單元；柵極金屬，形成于所述層間介電層上，通過層間介電層中的第一通孔耦接所述柵區(qū)；源極金屬，形成于所述層間介電層上，與所述柵極金屬之間具有隔離間隙，通過層間介電層中的第二通孔耦接所述源區(qū)；其中，所述靜電放電保護(hù)單元通過層間介電層中的第三通孔耦接所述源極金屬，并通過層間介電層中的第四通孔耦接所述柵極金屬。根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述柵極金屬可以具有焊盤部分和走線部分；所述構(gòu)圖的半導(dǎo)體層和靜電放電隔離層可以環(huán)繞所述焊盤部分形成所述環(huán)狀；所述靜電放電保護(hù)單元中位于所述第一部分最外環(huán)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)通過層間介電層中的第三通孔耦接所述源極金屬；所述靜電放電保護(hù)單元中位于所述第一部分最內(nèi)環(huán)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)通過層間介電層中的第四通孔耦接所述焊盤部分。根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述構(gòu)圖的半導(dǎo)體層可以進(jìn)一步包括餅狀的第二部分，該第二部分的輪廓線與所述第一部分的內(nèi)輪廓線重合，并且該第二部分的摻雜類型與所述多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)中的位于所述第一部分最內(nèi)側(cè)的摻雜區(qū)的摻雜類型相反。在這種情況下，根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述第二部分可以幾乎布滿整個所述焊盤部分的下方，并且可以通過層間介電層中的第四通孔耦接所述焊盤部分，而不再是所述第一部分最內(nèi)環(huán)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)與所述焊盤部分耦接。

下面的附圖有助于更好地理解接下來對本公開不同實(shí)施例的描述。這些附圖并非按照實(shí)際的特征、尺寸及比例繪制，而是示意性地示出了本公開一些實(shí)施方式的主要特征。這些附圖和實(shí)施方式以非限制性、非窮舉性的方式提供了本公開的一些實(shí)施例。為簡明起見，不同附圖中相同或類似的組件或結(jié)構(gòu)采用相同或相似的附圖標(biāo)記示意。圖1示出了一種常用的可集成于半導(dǎo)體器件中的ESD保護(hù)單元50的平面俯視示意圖；圖2示出了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100的縱向剖面示意圖；圖3示出了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的對應(yīng)于圖2中所示半導(dǎo)體器件100的平面俯視不意圖；圖4示出了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的ESD保護(hù)單元110的平面放大示意圖；圖5示出了根據(jù)本公開另一實(shí)施例的ESD保護(hù)單元110的平面放大示意圖；圖6示出了根據(jù)本公開另一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件200的縱向剖面示意圖；圖7示出了根據(jù)本公開另一實(shí)施例的對應(yīng)于圖6所示半導(dǎo)體器件200中ESD保護(hù)單元Iio的平面放大示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將參照附圖詳細(xì)說明本公開的一些實(shí)施例。但是應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，并非要限制本公開的范圍。此外，在以下說明中省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要的混淆本公開的概念。在接下來的說明中，一些具體的細(xì)節(jié)，例如實(shí)施例中的具體電路結(jié)構(gòu)、器件結(jié)構(gòu)、工藝步驟以及這些電路、器件和工藝的具體參數(shù)，都用于對本公開的實(shí)施例提供更好的理解。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，即使在缺少一些細(xì)節(jié)或者與其他方法、元件、材料等結(jié)合的情況下，本公開的實(shí)施例也可以被實(shí)現(xiàn)。在本公開的說明書及權(quán)利要求書中，若采用了諸如“左、右、內(nèi)、外、前、后、上、下、頂、之上、底、之下”等一類的詞，均只是為了便于描述，而不表示組件/結(jié)構(gòu)的必然或永久的相對位置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解這類詞在合適的情況下是可以互換的，例如，以使得本公開的實(shí)施例可以在不同于本說明書描繪的方向下仍可以運(yùn)作。在本公開的上下文中，將一層/元件稱作位于另一層/元件“上”時，該層/元件可以直接位于該另一層/元件上，或者它們之間可以存在居中層/元件。此外，“耦接”一詞意味著以直接或者間接的電氣的或者非電氣的方式連接?！耙粋€/這個/那個”并不用于特指單數(shù)，而可能涵蓋復(fù)數(shù)形式?！霸凇瓋?nèi)”可能涵蓋“在……內(nèi)/上”。在本公開的說明書中，若采用了諸如“根據(jù)本公開的一個實(shí)施例”、“在一個實(shí)施例中”等用語并不用于特指在同一個實(shí)施例中，當(dāng)然也可能是同一個實(shí)施例中。若采用了諸如“在另外的實(shí)施例中”、“根據(jù)本公開的不同實(shí)施例”、“根據(jù)本公開另外的實(shí)施例”等用語，也并不用于特指提及的特征只能包含在特定的不同的實(shí)施例中。詞語“基本上”、“大致”、“實(shí)質(zhì)上”是指考慮了設(shè)計(jì)容限和/或制造公差等導(dǎo)致的偏差。例如，“基本上平行”可以是指完全平行，或者可以并非完全平行，而是可以包括設(shè)計(jì)容限和/或制造公差等導(dǎo)致的偏差。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在本公開說明書的一個或者多個實(shí)施例中公開的各具體特征、結(jié)構(gòu)或者參數(shù)、步驟等可以以任何合適的方式組合。除非特別指出，“或”可以涵蓋“和/或”的意思。若“晶體管”的實(shí)施例可以包括“場效應(yīng)晶體管”或者“雙極結(jié)型晶體管”，則“柵極/柵區(qū)”、“源極/源區(qū)”、“漏極/漏區(qū)”分別可以包括“基極/基區(qū)”、“發(fā)射極/發(fā)射區(qū)”、“集電極/集電區(qū)”，反之亦然。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解以上對各用詞的說明僅僅提供一些示例性的用法，并不用于限定這些詞。在本說明書中，用“ + ”和來描述摻雜區(qū)的相對濃度，但這并不用于限制摻雜區(qū)的濃度范圍，也不對摻雜區(qū)進(jìn)行其他方面的限定。例如，下文中描述為N+或N—的摻雜區(qū)，亦可以稱為N型摻雜區(qū)，描述為P+或P-的摻雜區(qū)，亦可以稱為P型摻雜區(qū)。
·[0031]圖2示出了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100的縱向剖面示意圖。圖3示出了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的對應(yīng)于圖2中所示半導(dǎo)體器件100的平面俯視示意圖。需要說明的是，圖3示意出了半導(dǎo)體器件100的整個晶片的平面俯視圖(主要示意出了晶片的金屬層和ESD保護(hù)模塊的半導(dǎo)體層)，圖2僅為整個晶片中器件單元的部分剖面示意圖，例如可以認(rèn)為圖2中的縱向剖面示意圖對應(yīng)于圖3中AA’剖面線所示的部分。下面結(jié)合圖2和圖3對根據(jù)本公開實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100進(jìn)行說明。根據(jù)本公開的一個實(shí)施例，半導(dǎo)體器件100包括晶體管101 (例如，圖2中示意為MOSFET 101)和靜電放電(ESD)保護(hù)模塊102 (例如，圖2中示意為多個交替排布的P型和N+型摻雜區(qū))。在如圖2的示例性實(shí)施例中，該半導(dǎo)體器件100具有襯底103，該襯底103具有第一導(dǎo)電類型(例如，圖2中示意為N型)，并可能包括具有較重?fù)诫s濃度(例如，圖2中示意為N+摻雜)的基底部分IOS1和具有較輕摻雜濃度(例如，圖2中示意為N—摻雜)的外延層部分1032。然而，本公開不限于此。襯底103可以包括硅(Si)等半導(dǎo)體材料，鍺硅(SiGe)等化合物半導(dǎo)體材料，或者絕緣體上硅(SOI)等其他形式的襯底。根據(jù)本公開的一個實(shí)施例，晶體管101(圖2中示意為M0SFET)可以包括漏區(qū)(103)、柵區(qū)105和源區(qū)106。在圖2示出的示例性實(shí)施例中，晶體管101被配置為垂直型晶體管，襯底103的基底部分IOS1可以用作晶體管101 (例如M0SFET)的漏區(qū)，源區(qū)106橫向相鄰于柵區(qū)105并形成于柵區(qū)105的兩側(cè)，具有所述第一導(dǎo)電類型，并且具有相對較重的摻雜濃度(例如，圖2中示意為N+摻雜)。根據(jù)本公開的一個實(shí)施例，晶體管101 (例如M0SFET)還可以進(jìn)一步包括形成于襯底103中的體區(qū)104，具有與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型(例如:圖2中示意為P型)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該可以理解，體區(qū)104可以通過在襯底103 (襯底103的外延層部分1032)中注入具有所述第二導(dǎo)電類型的離子形成，體區(qū)104通常具有相對較輕的摻雜濃度。在圖2示出的示例性實(shí)施例中，柵區(qū)105可以為槽型柵區(qū)，可以包括在柵溝槽1053中形成的柵導(dǎo)體層IOS1和柵介質(zhì)層1052，所述柵介質(zhì)層布滿柵溝槽1053的側(cè)壁和底面，將柵導(dǎo)體層IOS1與襯底103和體區(qū)104隔離開。在本公開圖2的示例中，槽型柵區(qū)105縱向從襯底103的上表面SI穿過體區(qū)104延伸至外延層1032中?？v向可以認(rèn)為是垂直于襯底103的上表面SI的方向上。根據(jù)本公開實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100進(jìn)一步包括耦接所述柵區(qū)105的柵極金屬107和耦接所述源區(qū)106的源極金屬108分別作為半導(dǎo)體器件100的柵電極和源電極。在圖2和圖3示意的實(shí)施例中，源極金屬108和柵極金屬107之間具有隔離間隙，其中柵極金屬107具有焊盤部分IOT1和走線部分1072(參見圖3示意的俯視平面圖)。在圖3示意的示例性實(shí)施例中，柵極金屬107環(huán)繞該源極金屬108形成，將源極金屬108包圍。在另外的實(shí)施例中，柵極金屬107并不一定完全將源極金屬108包圍。在圖3示意的實(shí)施例中，源極金屬108具有相對較大的面積，以便為半導(dǎo)體器件100提供良好的源電極處理漏源電流能力(晶體管101導(dǎo)通時)和良好 的散熱性。根據(jù)本公開的一個示例性實(shí)施例，晶體管101的柵區(qū)105可以通過槽型柵連接部205與所述柵極金屬107耦接。與槽型柵區(qū)105類似，槽型柵連接部205可以包括在連接溝槽2053中形成的導(dǎo)體層205i和介質(zhì)層2052，介質(zhì)層2052布滿連接溝槽2053的側(cè)壁和底面，將導(dǎo)體層205i與周圍的襯底103和體區(qū)104隔離開。槽型柵連接部205與槽型柵區(qū)105在襯底103中相互連接，槽型柵連接部205 —般比槽型柵區(qū)105寬，以易于通過層間通孔(例如，圖2中示意的通孔IU1)與柵極金屬107接觸。連接溝槽2053中填充的導(dǎo)體層205!可以與柵溝槽1053中填充的柵導(dǎo)體層IOS1材料相同，例如均為摻雜的多晶硅，也可以為與柵導(dǎo)體層IOS1不同的其它導(dǎo)體的材料。連接溝槽2053中填充的介電層2052可以與柵溝槽1053中填充的柵介電層1052材料相同，例如均為硅氧化物，也可以為柵介電層1052不同的介電材料。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，圖2中對于柵區(qū)105以及柵連接部205等有關(guān)柵結(jié)構(gòu)的表示均是示意性的，圖1和圖2的剖面和平面對應(yīng)關(guān)系也是示意性的，并不用于對本公開進(jìn)行精確具體的限定。事實(shí)上，槽型柵區(qū)105以及槽型柵連接部205的結(jié)構(gòu)和排布方式以及它們間的相互連接關(guān)系并不限于圖2所示以及以上基于圖2所描述的。根據(jù)本公開的一個示例性實(shí)施例，靜電放電(ESD)保護(hù)模塊102形成于所述襯底103的上表面SI上方，耦接于所述柵極金屬107和所述源極金屬108之間。[0039]根據(jù)本公開的一個不例性實(shí)施例,靜電放電(ESD)保護(hù)模塊102位于所述柵極金屬107的焊盤部分IOT1至所述源極金屬108鄰近所述焊盤部分IOT1的部分區(qū)域下方。ESD保護(hù)模塊102至少有一部分延伸至所述焊盤部分107i下方，并且至少有另一部分延伸至源極金屬108下方(參見圖2示意的縱向剖面圖)，例如，在與襯底103的上表面SI平行的平面上(方向上)，ESD保護(hù)模塊102基本環(huán)繞所述焊盤部分IOT1形成，呈閉合形狀(參見圖3示意的俯視平面圖)，與所述焊盤部分IOT1和所述源極金屬108有交迭區(qū)域，從而可以通過位于交迭區(qū)域的通孔如1123、1124而彼此電耦接在一起。根據(jù)本公開的一個示例性實(shí)施例，ESD保護(hù)模塊102可以包括ESD隔離層109和覆蓋該ESD隔離層109的ESD保護(hù)單元110。該ESD隔離層109將所述ESD保護(hù)單元110與襯底103隔開，從而將ESD保護(hù)單元110與晶體管101隔離。根據(jù)本公開的一個實(shí)施例，ESD隔離層109的形狀與所述ESD保護(hù)單元110的形狀一致。根據(jù)本公開的一個示例性實(shí)施例，ESD保護(hù)單元110包括構(gòu)圖的半導(dǎo)體層(例如多晶硅層)，該構(gòu)圖的半導(dǎo)體層被摻雜使其具有多個交替排布的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1 (圖2中示意為N+摻雜區(qū)，用深灰色填充塊表示)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2 (圖2中示意為P摻雜區(qū)，用淺灰色填充塊表示)，從而形成多個串聯(lián)耦接的PN 二極管，相鄰的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2之間形成PN結(jié)。根據(jù)本公開的不同實(shí)施例，ESD保護(hù)單元110也可以包括與器件制造工藝相兼容的其它半導(dǎo)體材料層。因此，這里的“多晶硅”意味著涵蓋了硅及除硅以外的其它類似硅的半導(dǎo)體材料及其組合物。圖4示出了根據(jù)本公開一個實(shí)施例的ESD保護(hù)單元110在與SI平行的平面上的平面俯視示意圖。在如圖4的示例性實(shí)施例中，ESD保護(hù)單元110的半導(dǎo)體層(例如多晶硅層)被構(gòu)圖為包括呈閉合環(huán)狀的第一部分401(圖4中的有填充部分)。該第一部分401具有外輪廓線402i和內(nèi)輪廓線4022，該外輪廓線402i包絡(luò)該第一部分401的外側(cè)邊緣，該內(nèi)輪廓線4022包絡(luò)該第一部分401的內(nèi)側(cè)邊緣，該外輪廓線和該內(nèi)輪廓線4022均為波浪線并且大致相互平行，那么由該外輪廓線402i和該內(nèi)輪廓線4022所確定的該閉合環(huán)狀的第一部分401的寬度W基本上處處一致。該第一部分401的位于所述外輪廓線402i和所述內(nèi)輪廓線4022之間的中線4023(圖4中用虛線示意出)也是波浪線，大致與所述外輪廓線402i和所述內(nèi)輪廓線4022平行。這里`將波浪線4023稱為中線，意味著該中線4023到所述外輪廓線402i的間距和到所述內(nèi)輪廓線4022的間距基本上相等。根據(jù)本公開的一個實(shí)施例，所述中線4023上每一點(diǎn)處的曲率均基本上相同，例如表示為k。所述第一部分401具有沿所述中線4023的法線方向交替排布于所述外輪廓線402!和所述內(nèi)輪廓線4022之間的多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlOJ圖2和圖4中均示意為N+摻雜區(qū)，用深灰色填充表示)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2(圖2和圖4中均示意為P摻雜區(qū)，用淺灰色填充表示)，所述第二導(dǎo)電類型與所述第一導(dǎo)電類型相反。每個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1的寬度基本上處處均勻一致，每個第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2的寬度也基本上處處均勻一致，也就是說，每個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1的輪廓線和每個第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2的輪廓線均大致與所述外輪廓線4021、內(nèi)輪廓線4022和中線4023平行。應(yīng)該注意，第一部分401的寬度W可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求選取合適的值，每個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1的寬度和每個第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2的寬度也可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求合適選取。這里所提及的“法線”即指幾何意義上的法線，例如，外輪廓線402i的法線指在該外輪廓線402!上任一點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)的切線的直線；內(nèi)輪廓線4022的法線指在該內(nèi)輪廓線4022上任一點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)的切線的直線。圖4中示意出了外輪廓線和內(nèi)輪廓線4022的一條法線403，該法線403與外輪廓線402i和內(nèi)輪廓線4022的交點(diǎn)分別為Pl和P2，該法線403垂直于外輪廓線402i在點(diǎn)Pl處的切線LI，也垂直于內(nèi)輪廓線4022在點(diǎn)P2處的切線L2。在參考圖4所公開的示例性實(shí)施例中，由于第一部分401的中線4023上每一點(diǎn)處的曲率(k)均基本上相同，使該第一部分401整體的彎曲程度在各處大致相同，在該第一部分401中形成的各第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2的彎曲程度也大致相同。那么，在該ESD保護(hù)單元110通電時，電場分布大致均勻，從而相鄰的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IIOdP第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2之間形成的結(jié)(PN結(jié))不容易被擊穿，很大地改善了 ESD保護(hù)單元110的耐擊穿性能。在另一方面，由于第一部分401的內(nèi)輪廓線402i和外輪廓線4022是大致平行的波浪線，那么輪廓線與該內(nèi)輪廓線402i和外輪廓線4022大致平行的各第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2之間構(gòu)成的PN結(jié)的面積增大，使每個PN結(jié)的電阻減小，從而改善ESD保護(hù)單元110的電流導(dǎo)通能力和電流均勻性。這是因?yàn)椋贓SD保護(hù)單元110的厚度一定的情況下，輪廓線是波浪線的各第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2之間構(gòu)成的PN結(jié)的周長增大，因而使每個PN結(jié)的面積增大。繼續(xù)參考圖4，根據(jù)本公開的一個示例性實(shí)施例，所述中線4023由交替的凹形弧線404和凸形弧線405構(gòu)成，所述凹形弧線向所述環(huán)狀的第一部分401的內(nèi)側(cè)隆起，所述凸形弧線405向所述環(huán)狀的第一部分401的外側(cè)隆起，所述凹形弧線404的半徑和所述凸形弧線405的半徑基本上相等，例如均表示為r。這樣有助于實(shí)現(xiàn)凹形弧線404和凸形弧線405的圓滑連接，從而形成曲率基本上處處一致的波浪形中線4023。繼續(xù)圖4示出的示例性實(shí)施例，第一部分401的外輪廓線和內(nèi)輪廓線4022也分別由交替的凹形弧線和凸形弧線構(gòu)成，使所述第一部分401整體上由交替的凹形弧段406和凸形弧段407構(gòu)成，所述凹形弧段406向所述環(huán)狀的第一部分401的內(nèi)側(cè)隆起，所述凸形弧段407向所述環(huán)狀的第一部分401的外側(cè)隆起，所述凹形弧段406的內(nèi)徑與所述凸形弧段407的內(nèi)徑基本上 相等(例如均表示為rl)，所述凹形弧段406的外徑和所述凸形弧段407的外徑基本上相等(例如均表示為r2)。這樣凹形弧段406和凸形弧段407平滑連接，使環(huán)狀第一部分401可以看作由寬度基本上處處一致(例如標(biāo)示為W)的波浪帶圍成，其整體彎曲程度處處一致，從而提升ESD保護(hù)單元110的耐擊穿性能。應(yīng)當(dāng)注意，凹形弧段406的內(nèi)徑指以該凹形弧段406為觀察單位，其拱形最內(nèi)側(cè)的弧線的半徑(事實(shí)上為所述第一部分401的外輪廓線402i上的一段弧線的半徑)，其外徑則指以該凹形弧段406為觀察單位，其拱形最外側(cè)的弧線的半徑(事實(shí)上為所述第一部分401的內(nèi)輪廓線4022上的一段弧線的半徑)。同理，凸形弧段407的內(nèi)徑指以該凸形弧段407為觀察單位，其拱形最內(nèi)側(cè)的弧線的半徑(事實(shí)上為所述第一部分401的內(nèi)輪廓線4022上的一段弧線的半徑)，其外徑則指以該凸形弧段407為觀察單位，其拱形最外側(cè)的弧線的半徑(事實(shí)上為所述第一部分401的外輪廓線402i上的一段弧線的半徑)。仍參考圖4，根據(jù)本公開的一個示例性實(shí)施例，第一部分401中的多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2包括沿中線4023形成的第一導(dǎo)電類型的中間摻雜區(qū)IlO1，和由該中間摻雜區(qū)IlO1開始向該中間摻雜區(qū)IlO1的兩側(cè)對稱交替排布的多個第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2和第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlOp圖4僅給出了一種示意性的多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlOdP第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2的排布方式，當(dāng)然這些第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2還可以有其它排布方式。根據(jù)本公開的一個示例性實(shí)施例，仍參考圖4的示意，所述第一部分401可以大致為方形的環(huán)狀。在該方形環(huán)狀的邊上(該方形環(huán)狀的四條邊中的任意一條邊上)的部分(例如，圖4中示意的虛線框408框出的部分)，所述中線4023的凹形弧線404和凸形弧線405的弧度相等，例如均表示為a。在該方形環(huán)狀的拐角處(該方形環(huán)狀的四個拐角中的任意一個拐角處)的部分(例如，圖4中示意的虛線框409框出的部分)，所述中線4023的弧線(圖4中示意為凸形弧線405)的弧度比在該方形環(huán)狀的邊上的弧線(邊上的凹形弧線404和凸形弧線405)的弧度大/2，例如表示為α + π/2。這里需要指出的是，以上表述“所述第一部分401可以大致為方形的環(huán)狀”是指忽略其凹凸起伏，第一部分401在整體上所呈現(xiàn)的形狀大致為方形。換言之，第一部分401可以認(rèn)為是將方形的直線邊替換為上述形式的凹凸弧段而形成的。在以下的說明中，涉及第一部分的形狀的描述同樣如此，即是指第一部分整體上所呈現(xiàn)的形狀(忽略其凹凸起伏)。根據(jù)本公開的一個示例性實(shí)施例，參考圖5的示意，所述第一部分401可以大致為圓形的環(huán)狀。對于該圓形環(huán)狀的第一部分401，仍由波浪形的外輪廓線402i和內(nèi)輪廓線4022圍成，該外輪廓線402i和內(nèi)輪廓線4022之間的中線4023上的凹形弧線404和凸形弧線405的半徑基本上相等，均標(biāo)示為r。該中線4023上的凹形弧線404的弧度(圖5中示意為a)和凸形弧線405的弧度(圖5中示意為α+β)相差一個固定的角度β。例如，在一個示例性實(shí)施例中，凹形弧線404的弧度a = 2 Ji /3，凸形弧線405的弧度α + β = 2 Ji/3+Ji/6,即 β = Ji /6。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，圖4和圖5僅提供了兩種環(huán)狀的第一部分401的可能形狀，并不用于對本公開進(jìn)行限定。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，第一部分401還可以具有其他形狀的環(huán)狀，例如橢圓形環(huán)狀、多邊形環(huán)狀等。根據(jù)本公開的一個示例性實(shí)施例，參考圖2，所述柵極金屬107可以通過層間通孔1124耦接至所述ESD保護(hù)單元110最內(nèi)環(huán)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IIO1 (例如，圖2中示意為柵極金屬107的焊盤部分IOT1通過層間通孔1124耦接至所述ESD保護(hù)單元110最內(nèi)環(huán)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1),所述源極金屬108可以通過層間通孔1123耦接所述ESD保護(hù)單元110中最外環(huán)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlOp在參考圖2至4所描述的各實(shí)施例中，前述的ESD保護(hù)單元110最內(nèi)環(huán)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1,即指所述多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2中距離所述第一部分401的內(nèi)輪廓線4022最近的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IIO1 ;前述的ESD保護(hù)單元110最外環(huán)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IIO1,即指所述多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2中距離所述第一部分401的外輪廓線402i最近的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlOp這樣ESD保護(hù)模塊102耦接于晶體管(例如MOSFET) 101的柵極金屬107 (或柵區(qū)105)和源極金屬108 (或源區(qū)106)之間，由于ESD保護(hù)模塊102包括形成于ESD保護(hù)單元110中的多個串聯(lián)耦接的PN 二極管(由交替排布的摻雜區(qū)IlO1和IlO2組成)，因而可以在因靜電放電(ESD)產(chǎn)生的電壓高于ESD保護(hù)閾值時，使該多個串聯(lián)耦接的PN 二極管導(dǎo)通(即ESD保護(hù)模塊102導(dǎo)通)，從而保護(hù)晶體管(例如MOSFET) 101的柵介質(zhì)層1052不受損害。根據(jù)本公開的一個示例性實(shí)施例，所述ESD保護(hù)閾值可以設(shè)定為低于晶體管(例如MOSFET) 101的柵介質(zhì)層1052的擊穿電壓值。根據(jù)本公開的實(shí)施例，可以通過改變ESD保護(hù)單元110中交替排布的多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2的數(shù)目對所述ESD保護(hù)閾值進(jìn)行設(shè)置。因此，這里的“多個”并不用于特指多于一個，而是可以包括一個。根據(jù)本公開的一個示例性實(shí)施例，半導(dǎo)體器件100還可以進(jìn)一步包括層間介電層(ILD) 111，位于金屬層(例如源極金屬108和柵極金屬107)和襯底103及ESD保護(hù)模塊102之間，覆蓋ESD保護(hù)單元110以及半導(dǎo)體襯底103，用于防止源極金屬108與柵區(qū)105之間的短接以及柵極金屬107與源區(qū)106之間的短接。根據(jù)本公開的一個實(shí)施例，晶體管101的柵區(qū)105可以通過形成于層間介電層111中的第一通孔IU1耦接至柵極金屬107，源區(qū)106可以通過形成于層間介電層111中的第二通孔1122耦接至源極金屬108。根據(jù)本公開的一個實(shí)施例，ESD保護(hù)單元110中最外環(huán)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1可以通過形成于層間介電層111中的第三通孔1123耦接所述源極金屬108 ;ESD保護(hù)單元110中最內(nèi)環(huán)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1可以通過形成于層間介電層111中的第四通孔1124耦接所述柵極金屬107 (例如圖2中示意為耦接至柵極金屬107的焊盤部分I(^1)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，這里所提及的第一通孔IU1、第二通孔1122、第三通孔1123和第四通孔1124并不用于特指只有“一個”，而是可以涵蓋“多個”的意思。這里所提及的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”也僅表示對不同通孔的區(qū)分，并不用于表示先后順序，也不用作其他限定。圖6示出了根據(jù)本公開另一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件200的縱向剖面示意圖。圖7示出了根據(jù)本公開另一實(shí)施例的對應(yīng)于圖6所示半導(dǎo)體器件200中ESD保護(hù)單元110在與SI平行的平面上的平面俯視示意圖。為了簡明且便于理解，圖6和圖7示意的實(shí)施例中那些功能上與在圖2至圖5示意的實(shí)施例中相同或類似的組件或結(jié)構(gòu)沿用了相同的附圖標(biāo)記。參考圖6和圖7所示，ESD保護(hù)單元110可以包括呈閉合環(huán)狀的第一部分401，并且可以進(jìn)一步包括呈實(shí)心餅狀的第二部分601。這樣，ESD保護(hù)單元110的所述半導(dǎo)體層被構(gòu)圖為還進(jìn)一步包括該餅狀的第二部分601，該第二部分601的輪廓線與所述第一部分401的內(nèi)輪廓線4022重合，即，該第二部分601剛好填滿所述第一部分401的內(nèi)輪廓線4022圍成的閉合空缺。并且，該第二部分601的摻雜類型與所述多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO2中的位于所述第一部分 401最內(nèi)側(cè)的摻雜區(qū)的摻雜類型相反。例如，參考圖6和圖7的示意，所述第一部分401最內(nèi)側(cè)為一個第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)1102(示意為P摻雜區(qū))，那么第二部分601具有第一導(dǎo)電類型的摻雜，整個第二部分601為一個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)(示意為N+摻雜區(qū))。在這種情況下，所述半導(dǎo)體器件200中的ESD隔離層109也相應(yīng)地改變構(gòu)圖，其形狀與所述ESD保護(hù)單元110的形狀一致，即，在制造過程中對該ESD隔離層的構(gòu)圖和對所述ESD保護(hù)單元110的所述半導(dǎo)體層的構(gòu)圖一致。根據(jù)本公開的一個示例性實(shí)施例,參考圖6,在所述ESD保護(hù)單元110還包括所述第二部分601的情況下，所述第一部分401仍可以環(huán)繞所述柵極金屬107的焊盤部分IOT1形成所述環(huán)狀；所述第二部分601則可以布滿所述焊盤部分IOT1的下方；所述第一部分401中最外環(huán)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)IlO1通過層間介電層中的第三通孔1123耦接所述源極金屬；所述第二部分601通過層間介電層中的第四通孔1124(而不再是所述第一部分401中最內(nèi)環(huán)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū))耦接所述焊盤部分107”由于所述第二部分601布滿焊盤部分IOT1的下方，具有相對較大的面積，可以降低ESD保護(hù)單元110的導(dǎo)通電阻，有利于ESD保護(hù)單元110在進(jìn)行ESD保護(hù)泄流時的均流性。以上基于圖2至圖7對根據(jù)本公開各實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100和200進(jìn)行了說明，雖然在上述說明中，半導(dǎo)體器件100和200示例性地包括垂直型溝槽柵MOSFET 101，與ESD保護(hù)模塊102集成。然而上述對本公開各實(shí)施例的示例性說明并不用于對本公開進(jìn)行限定，根據(jù)本公開的變形實(shí)施例及實(shí)施方式，半導(dǎo)體件100和200還可能包括其它類型的半導(dǎo)體晶體管101，例如雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(DMOS)、雙極型結(jié)型晶體管(BJT)等代替前述各實(shí)施例中的MOSFET 101與所述ESD保護(hù)模塊102集成。而且，半導(dǎo)體晶體管101不僅僅局限于以上說明的垂直型溝槽柵晶體管，也可以是橫向晶體管以及平面柵晶體管。根據(jù)本公開各實(shí)施例及其變形實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的有益效果不應(yīng)該被認(rèn)為僅僅局限于以上對各實(shí)施例的描述中所提及的。根據(jù)本公開各實(shí)施例的提及及其它未提及的有益效果可以通過閱讀本公開的詳細(xì)說明及研究各實(shí)施例的附圖被更好地理解。雖然本說明書中以集成有N溝道垂直型溝槽柵MOSFET和ESD保護(hù)模塊的半導(dǎo)體器件為例對根據(jù)本公開各實(shí)施例的集成有半導(dǎo)體晶體管和ESD保護(hù)模塊的半導(dǎo)體器件進(jìn)行了示意與描述，但這并不意味著對本公開的限定，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解這里給出的結(jié)構(gòu)及原理同樣適用于該半導(dǎo)體器件中集成的半導(dǎo)體晶體管為P溝道MOSFET、N溝道/P溝道DMOS、BJT等晶體管器件及其它類型的半導(dǎo)體材料及半導(dǎo)體器件的情形。因此，上述本公開的說明書和實(shí)施方式僅僅以示例性的方式對本公開實(shí)施例的半導(dǎo)體器件進(jìn)行了說明，并不用于限定本公開的范圍。對于公開的實(shí)施例進(jìn)行變化和修改都是可能的，其他可行的選擇性實(shí)施例和對實(shí)施例中元件的等同變化可以被本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所了解。本公開所公開的實(shí)施例的其他變化和修改并不超出本公開的精神和保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種靜電放電保護(hù)單元，包括: 構(gòu)圖的半導(dǎo)體層，該構(gòu)圖的半導(dǎo)體層包括環(huán)狀的第一部分，所述環(huán)狀的第一部分具有外輪廓線和內(nèi)輪廓線，該外輪廓線和該內(nèi)輪廓線均為波浪線并且實(shí)質(zhì)上相互平行；其特征在于， 所述外輪廓線和所述內(nèi)輪廓線之間的中線也是波浪線，實(shí)質(zhì)上與所述外輪廓線和所述內(nèi)輪廓線平行，并且該中線上每一點(diǎn)處的曲率均實(shí)質(zhì)上相同；以及， 所述第一部分具有沿所述中線的法線方向交替排布于所述外輪廓線和所述內(nèi)輪廓線之間的多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)，所述第二導(dǎo)電類型與所述第一導(dǎo)電類型相反，并且每個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的寬度實(shí)質(zhì)上處處均勻一致，每個第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的寬度也實(shí)質(zhì)上處處均勻一致。
2.如權(quán)利要求1所述的靜電放電保護(hù)單元，其特征在于，所述中線由交替的凹形弧線和凸形弧線構(gòu)成，所述凹形弧線向所述環(huán)狀的第一部分的內(nèi)側(cè)隆起，所述凸形弧線向所述環(huán)狀的第一部分的外側(cè)隆起，所述凹形弧線的半徑和所述凸形弧線的半徑實(shí)質(zhì)上相等。
3.如權(quán)利要求1所述的靜電放電保護(hù)單元，其特征在于所述第一部分由交替的凹形弧段和凸形弧段構(gòu)成，所述凹形弧段向所述環(huán)狀的第一部分的內(nèi)側(cè)隆起，所述凸形弧段向所述環(huán)狀的第一部分的外側(cè)隆起，所述凹形弧段的內(nèi)徑與所述凸形弧段的內(nèi)徑實(shí)質(zhì)上相等，所述凹形弧段的外徑和所述凸形弧段的外徑實(shí)質(zhì)上相等。
4.如權(quán)利要求1所述的靜電放電保護(hù)單元，其特征在于所述多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)包括第一導(dǎo)電類型的中間摻雜區(qū)和由該中間摻雜區(qū)開始向該中間摻雜區(qū)的兩側(cè)對稱交替排布的多個第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)，其中所述中間摻雜區(qū)沿所述中線形成。
5.如權(quán)利要求 1所述的靜電放電保護(hù)單元，其特征在于所述環(huán)狀為方形環(huán)狀；該方形環(huán)狀的所述中線，在該方形環(huán)狀拐角處的弧線的弧度比在該方形環(huán)狀的邊上的弧線的弧度大η/2 ;并且該方形環(huán)狀的所述中線，在該方形環(huán)狀的邊上的凹形弧線和凸形弧線的弧度實(shí)質(zhì)上相等。
6.如權(quán)利要求1所述的靜電放電保護(hù)單元，其特征在于所述環(huán)狀為圓形環(huán)狀，所述中線的凹形弧線的弧度和所述中線的凸形弧線的弧度相差一個固定的角度。
7.如權(quán)利要求1所述的靜電放電保護(hù)單元，其特征在于所述半導(dǎo)體層進(jìn)一步包括餅狀的第二部分，該第二部分的輪廓線與所述第一部分的內(nèi)輪廓線重合，并且該第二部分的摻雜類型與所述多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)中的位于所述第一部分最內(nèi)側(cè)的摻雜區(qū)的摻雜類型相反。
8.一種半導(dǎo)體器件，包括: 襯底； 晶體管，形成于襯底中，具有漏區(qū)、柵區(qū)和源區(qū)； 靜電放電保護(hù)單元，形成于襯底上方，包括構(gòu)圖的半導(dǎo)體層；以及 靜電放電隔離層，形成于襯底表面上，將所述靜電放電保護(hù)單元與襯底隔離；其特征在于， 所述構(gòu)圖的半導(dǎo)體層包括環(huán)狀的第一部分，該環(huán)狀的第一部分具有外輪廓線和內(nèi)輪廓線，該外輪廓線和該內(nèi)輪廓線均為波浪線并且實(shí)質(zhì)上相互平行；所述外輪廓線和所述內(nèi)輪廓線之間的中線也是波浪線，與所述外輪廓線和所述內(nèi)輪廓線實(shí)質(zhì)上平行，并且該中線上每一點(diǎn)處的曲率均實(shí)質(zhì)上相同；以及， 所述第一部分具有沿所述中線的法線方向交替排布于所述外輪廓線和所述內(nèi)輪廓線之間的多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)，所述第二導(dǎo)電類型與所述第一導(dǎo)電類型相反，并且每個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的寬度實(shí)質(zhì)上處處均勻一致，每個第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)的寬度也實(shí)質(zhì)上處處均勻一致。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于所述靜電放電保護(hù)單元耦接于所述晶體管的柵區(qū)和源區(qū)之間。
10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于進(jìn)一步包括: 層間介電層，覆蓋所述襯底和所述靜電放電保護(hù)單元； 柵極金屬，形成于所述層間介電層上，通過層間介電層中的第一通孔耦接所述柵區(qū)； 源極金屬，形成于所述層間介電 層上，與所述柵極金屬之間具有隔離間隙，通過層間介電層中的第二通孔耦接所述源區(qū)；其中， 所述靜電放電保護(hù)單元通過層間介電層中的第三通孔耦接所述源極金屬，并通過層間介電層中的第四通孔耦接所述柵極金屬。
11.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述柵極金屬具有焊盤部分和走線部分；所述構(gòu)圖的半導(dǎo)體層和靜電放電隔離層環(huán)繞所述焊盤部分形成所述環(huán)狀；所述靜電放電保護(hù)單元中位于所述第一部分最外環(huán)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)通過層間介電層中的第三通孔耦接所述源極金屬；所述靜電放電保護(hù)單元中位于所述第一部分最內(nèi)環(huán)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)通過層間介電層中的第四通孔耦接所述焊盤部分。
12.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體層進(jìn)一步包括餅狀的第二部分，該第二部分的輪廓線與所述第一部分的內(nèi)輪廓線重合，并且該第二部分的摻雜類型與所述多個第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)和第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)中的位于所述第一部分最內(nèi)側(cè)的摻雜區(qū)的摻雜類型相反。
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于進(jìn)一步包括: 層間介電層，覆蓋所述襯底和所述靜電放電保護(hù)單元； 柵極金屬，形成于所述層間介電層上，具有焊盤部分和走線部分，并通過層間介電層中的第一通孔耦接所述柵區(qū)； 源極金屬，形成于所述層間介電層上，與所述柵極金屬之間具有隔離間隙，通過層間介電層中的第二通孔耦接所述源區(qū)；其中， 所述第一部分環(huán)繞所述焊盤部分形成所述環(huán)狀； 所述第二部分布滿所述焊盤部分下方； 所述第一部分最外環(huán)的第一導(dǎo)電類型摻雜區(qū)通過層間介電層中的第三通孔耦接所述源極金屬；所述第二部分通過層間介電層中的第四通孔耦接所述焊盤部分。
專利摘要提出了一種靜電放電保護(hù)單元及半導(dǎo)體器件。根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述ESD保護(hù)單元包括構(gòu)圖的半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層包含環(huán)狀的第一部分，其具有外輪廓線和內(nèi)輪廓線，該外輪廓線和該內(nèi)輪廓線均為波浪線并且實(shí)質(zhì)上相互平行；該輪廓線和內(nèi)輪廓線之間的中線也是波浪線，實(shí)質(zhì)上與該外輪廓線和內(nèi)輪廓線平行，并且該中線上每一點(diǎn)處的曲率均實(shí)質(zhì)上相同。根據(jù)本公開實(shí)施例的ESD保護(hù)單元，由于其所述第一部分可以看作由寬度基本上處處一致的波浪帶圍成且整體彎曲程度處處一致，因而在該第一部分中沿所述中線的法線方向制作的PN結(jié)耐壓性能提高，并且PN結(jié)的面積增大，有助于提升ESD保護(hù)單元的電流處理能力。
文檔編號H01L27/02GK202996836SQ20122073331
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者馬榮耀, 李鐵生 申請人:成都芯源系統(tǒng)有限公司