静电防护元件及其制造方法技术

本发明专利技术提出一种静电防护元件及其制造方法，静电防护元件包含：P型井区、栅极、N型源极、N型漏极、以及P型轻掺杂漏极。其中，P型轻掺杂漏极形成于P型井区中，由俯视图视之，部分P型轻掺杂漏极位于栅极间隔层下方，以降低该静电防护元件的触发电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是指一种降低触发电压的。
技术介绍
图1A显示一种典型的静电防护元件100与被保护电路/元件I的电路示意图。如图1A所示，静电防护元件100与被保护电路/元件I并联于接触垫2与接地电位或电源供应电位之间。当静电防护元件100与被保护电路/元件I耦接的其中一端接触到静电(如图1A中闪电符号所示意)，静电防护元件100被触发，而将静电中的高电压与高电流释放，以避免静电破坏被保护电路/元件I。 举例而言，静电防护元件100如图1B显示，利用N型金属氧化半导体(metal oxidesemiconductor, M0S)元件作为静电防护元件100。静电防护元件100包含P型基板11、绝缘结构13、N型轻掺杂漏极14、栅极15、源极16、与漏极17。在其中一种应用中，基板11、栅极15与源极16电连接至接地电位，漏极17电连接至接触垫2。于静电发生时，电流I对N型轻掺杂漏极14与P型基板11接面所形成的电容充电。因此，高压电场形成于N型轻掺杂漏极14与P型基板11之间。当静电高电压超过静电防护元件100的崩溃防护电压时，产生崩溃现象；此时静电防护元件100中的寄生双极性晶体管(如图中虚线双极性晶体管符号所示意)的基极电位上升，进而导通此寄生双极性晶体管，而进入自我偏压模式。当静电高电压(也就是漏极电压)V达到触发电压后，电流(也就是漏极17流至基板11的电流)I大幅上升，如图1C所示。 图1C显示静电防护元件100的电压V-电流I的特征曲线。如图所示，当静电高电压V超过触发点后，可以释放静电的高电压与高电流。需注意的是，如图1C所示，静电防护元件100的设计应根据被保护电路/元件I的需要。触发点的触发电压须低于被保护电路/元件I的崩溃防护电压，也就是说，在被保护电路/元件I发生崩溃以前，静电防护元件100需要被触发而释放静电的高电压与高电流，以避免被保护电路/元件I发生崩溃；并且，静电防护元件100的崩溃防护电压(低于触发电压)，须高于电源供应电压，以避免被保护电路/元件I在正常操作时，静电防护元件100发生崩溃现象。 图1D显示图1B中,椭圆虚线所标示的局部示意图。如图所示，当漏极17接触静电的高电压，高电场形成于N型轻掺杂漏极14与P型基板11之间。开始发生崩溃的位置，在接近P型基板11表面的N型轻掺杂漏极14与P型基板11之间，如图中星型符号所示意。当电路的设计需要降低触发电压时，此现有技术所示的静电防护元件100受限于P型基板11其它元件的制程，只能额外增加制程步骤加以调整，且在现有元件的架构下，触发电压所能降低的程度有限。 有鉴于此，本专利技术即针对上述现有技术的不足，提出一种，在不增加制程步骤的情况下，可降低元件的触发电压，加强元件的保护与应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种，在不增加制程步骤的情况下，可降低元件的触发电压，加强元件的保护与应用范围。 为达上述目的，就其中一观点言，本专利技术提供了一种静电防护元件，形成于一半导体基板中，该半导体基板具有一上表面，该静电防护元件包含:一 P型井区，形成于该上表面下；一栅极，形成于该上表面上，且部分该P型井区位于该栅极下方；一 N型源极，形成于该上表面下的该P型井区中，由俯视图视之，该N型源极位于该栅极一侧之外；一N型漏极，形成于该上表面下的该P型井区中，由俯视图视之，该N型漏极位于该栅极另一侧之外；其中，该栅极将该N型源极与该N型漏极分开，该栅极包括:一介电层，形成于该上表面上，与该上表面连接；一堆叠层，形成于该介电层上，用以作为该栅极电性接点；以及一间隔层，形成于该堆叠层的侧壁外的该上表面上；以及一第一 P型轻掺杂漏极，形成于该上表面下的该P型井区中，由俯视图视之，部分该第一 P型轻掺杂漏极位于该间隔层下方。 为达上述目的，就另一观点言，本专利技术也提供了一种静电防护元件制造方法，包含:提供一半导体基板，且该半导体基板具有一上表面；形成一 P型井区于该上表面下；形成一栅极于该上表面上，且部分该P型井区位于该栅极下方；形成一 N型源极于该上表面下的该P型井区中，由俯视图视之，该N型源极位于该栅极一侧之外；形成一 N型漏极于该上表面下的该P型井区中，由俯视图视之，该N型漏极位于该栅极另一侧之外，该栅极将该N型源极与该N型漏极分开，该栅极包括:一介电层，形成于该上表面上，与该上表面连接；一堆叠层，形成于该介电层上，用以作为该栅极电性接点；以及一间隔层，形成于该堆叠层的侧壁外的该上表面上；以及形成一第一P型轻掺杂漏极于该上表面下的该P型井区中，由俯视图视之，部分该第一 P型轻掺杂漏极位于该间隔层下方。 在其中一种较佳的实施型态中，该第一 P型轻掺杂漏极与一低压元件中的一第二P型轻掺杂漏极，利用相同制程步骤形成。 在其中一种较佳的实施型态中，该栅极于正常操作时与一接地电位电性连接。 在其中一种较佳的实施型态中，该第一 P型轻掺杂漏极由一 P型轻掺杂漏极离子植入制程步骤以及一 N型轻掺杂漏极离子植入制程步骤所形成，其中该P型轻掺杂漏极离子植入制程步骤为形成一低压元件中的一第二 P型轻掺杂漏极的相同制程步骤。 在其中一种较佳的实施型态中，该第一 P型轻掺杂漏极的P型杂质浓度高于该P型井区的P型杂质浓度。 下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达成的功效。 【附图说明】 图1A显示现有技术的静电防护元件100与被保护电路/元件I的电路示意图； 图1B显示现有技术的静电防护元件100的剖视示意图； 图1C显示静电防护元件100的电压V-电流I的特征曲线； 图1D显示图1B中,虚线椭圆所标示的局部示意图； 图2A-2F显示本专利技术的第一个实施例； 图3A-3B显示现有技术静电防护元件的浓度分布示意图与电压-电流特征曲线； 图4A-4B显示本专利技术的第二个实施例； 图5A-5B显示本专利技术的第三个实施例。 图中符号说明 I被保护电路/元件 2接触垫 11, 21 半导体基板 22P型井区 13, 23 绝缘结构 14，34 N型轻掺杂漏极 15，25栅极 25a介电层 25b堆叠层 25c, 35c, 45c, 55c 间隔层 16，26N 型源极 17，27 N 型漏极 24，44，54 P型轻掺杂漏极 100, 200, 300, 400, 500 静电防护元件 211上表面 I电流 V电压 【具体实施方式】 本专利技术中的图式均属示意，主要意在表示制程步骤以及各层之间的上下次序关系，至于形状、厚度与宽度则并未依照比例绘制。 请参阅图2A-2F,显示本专利技术第一个实施例,本实施例显示静电防护元件200的制作流程剖面示意图。如图2A所示，首先提供半导体基板21，其例如但不限于为硅基板，当然亦可以为具有绝缘层的SOI基板，或是其它半导体基板；其中，半导体基板21具有上表面211。接着于半导体基板21中上表面211下形成P型井区22，并于上表面211上形成绝缘结构23。其中，绝缘结构23例如为图标的区域氧化(local oxidat1n of silicon, LOCOS)结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电防护元件，形成于一半导体基板中，该半导体基板具有一上表面，其特征在于，该静电防护元件包含：一P型井区，形成于该上表面下；一栅极，形成于该上表面上，且部分该P型井区位于该栅极下方；一N型源极，形成于该上表面下的该P型井区中，由俯视图视之，该N型源极位于该栅极一侧之外；一N型漏极，形成于该上表面下的该P型井区中，由俯视图视之，该N型漏极位于该栅极另一侧之外；其中，该栅极将该N型源极与该N型漏极分开，该栅极包括：一介电层，形成于该上表面上，与该上表面连接；一堆叠层，形成于该介电层上，用以作为该栅极电性接点；以及一间隔层，形成于该堆叠层的侧壁外的该上表面上；以及一第一P型轻掺杂漏极，形成于该上表面下的该P型井区中，由俯视图视之，部分该第一P型轻掺杂漏极位于该间隔层下方。

【技术特征摘要】
1.一种静电防护元件，形成于一半导体基板中，该半导体基板具有一上表面，其特征在于，该静电防护元件包含: 一 P型井区，形成于该上表面下； 一栅极，形成于该上表面上，且部分该P型井区位于该栅极下方； 一 N型源极，形成于该上表面下的该P型井区中，由俯视图视之，该N型源极位于该栅极一侧之外； 一 N型漏极，形成于该上表面下的该P型井区中，由俯视图视之，该N型漏极位于该栅极另一侧之外； 其中，该栅极将该N型源极与该N型漏极分开，该栅极包括: 一介电层，形成于该上表面上，与该上表面连接； 一堆叠层，形成于该介电层上，用以作为该栅极电性接点；以及 一间隔层，形成于该堆叠层的侧壁外的该上表面上；以及 一第一 P型轻掺杂漏极，形成于该上表面下的该P型井区中，由俯视图视之，部分该第一P型轻掺杂漏极位于该间隔层下方。2.如权利要求1所述的静电防护元件，其中，该第一P型轻掺杂漏极与一低压元件中的一第二 P型轻掺杂漏极，利用相同制程步骤形成。3.如权利要求1所述的静电防护元件，其中，该栅极于正常操作时与一接地电位电性连接。4.如权利要求1所述的静电防护元件，其中，该第一P型轻掺杂漏极由一P型轻掺杂漏极离子植入制程步骤以及一 N型轻掺杂漏极离子植入制程步骤所形成，其中该P型轻掺杂漏极离子植入制程步骤为形成一低压元件中的一第二 P型轻掺杂漏极的相同制程步骤。5.如权利要求1所述的静电防护元件，其中，该第一P型轻掺杂漏极的P型杂质浓度高于该P型井区的P型杂质浓度。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宗义，廖文毅，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71