專利名稱：利用井電阻分壓的電壓穩(wěn)壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種電壓穩(wěn)壓電路，特別是有關(guān)一種利用井電阻分壓的電壓穩(wěn)壓電路。
(2)背景技術(shù)在集成電路中，電壓穩(wěn)壓電路通常扮演著使輸出的電壓為一穩(wěn)定的電壓值的角色，以達(dá)到產(chǎn)品的需求。為了要達(dá)到產(chǎn)品的效能，在某些半導(dǎo)體電路上的一些電路需要一穩(wěn)定的輸入電壓以維持其正常的功能。但是一般外界的輸入電壓值，往往為一在一定范圍內(nèi)變動的不穩(wěn)定值，此不穩(wěn)定的電壓值將容易對某些電路產(chǎn)生不良的影響，進(jìn)而降低集成電路的效能并影響集成電路的品質(zhì)。因此通常在需要穩(wěn)定電壓輸入值的集成電路上加入一電壓穩(wěn)壓電路，以維持電路的效能，并提高集成電路的品質(zhì)。
通常大部分的電壓穩(wěn)壓電路，均只隨著輸入電壓源的改變而進(jìn)行調(diào)整。但是在大部分半導(dǎo)體元件的內(nèi)部電路中，電路的參考電壓將會隨著溫度及系統(tǒng)電壓源的改變而改變。此種改變將會影響某些需要固定參考電壓的電路的運(yùn)作，進(jìn)而影響整個(gè)集成電路的品質(zhì)。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明主要的一目的在于利用兩個(gè)井電阻組成一電壓穩(wěn)壓電路，以使輸出的電壓值為一穩(wěn)定的電壓值。
本發(fā)明的另一目的在于利用兩個(gè)井電阻組成一電壓穩(wěn)壓電路，以提高集成電路的品質(zhì)及優(yōu)良率。
本發(fā)明的又一目的在于利用兩個(gè)井電阻組成一電壓穩(wěn)壓電路，以加速集成電路的制造運(yùn)作的效率。
本發(fā)明的再一目的在于利用兩個(gè)井電阻組成一電壓穩(wěn)壓電路，以降低集成電路的制造運(yùn)作的生產(chǎn)成本。
根據(jù)以上所述的目的，根據(jù)本發(fā)明一方面提供一種利用一井電阻分壓的電壓穩(wěn)壓電路，其特點(diǎn)是，至少包括一第一電阻，該第一電阻為該井電阻且該第一電阻包括一第一端點(diǎn)及一第二端點(diǎn)；一第二電阻，該第二電阻包括一第三端點(diǎn)與一第四端點(diǎn)，其中所述的第三端點(diǎn)連接該第二端點(diǎn)且該第一電阻與該第二電阻為一串聯(lián)的狀態(tài)；一電源電壓，該電源電壓連接該第一端點(diǎn)；以及一參考電壓，該參考電壓連接該第三端點(diǎn)與該第二端點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種利用一井電阻分壓所述的電壓穩(wěn)壓電路，其特點(diǎn)是，至少包括一第一摻雜區(qū)，該第一摻雜區(qū)位于一底材內(nèi)且該第一摻雜區(qū)連接一電源電壓，其中所述的底材為一P型的底材；一第二摻雜區(qū)，該第二摻雜區(qū)位于該底材內(nèi)且該第二摻雜區(qū)連接一參考電壓；一第三摻雜區(qū)，該第三摻雜區(qū)為該井電阻位于該底材內(nèi)且接觸該第一摻雜區(qū)與該第二摻雜區(qū)；當(dāng)該電源電壓突然增加時(shí)，該第三摻雜區(qū)會隨之?dāng)U大，以使該參考電壓為一穩(wěn)定的電壓值；一隔離區(qū)，該隔離區(qū)位于該第一摻雜區(qū)與該第二摻雜區(qū)之間的該底材內(nèi)，且位于該第三摻雜區(qū)之內(nèi)；一第四摻雜區(qū)，該第四摻雜區(qū)位于該底材內(nèi)且位于該第二摻雜區(qū)的一側(cè)；以及一電阻，該電阻連接該第二摻雜區(qū)與該第四摻雜區(qū)。
本發(fā)明的電壓穩(wěn)壓電路，利用兩井區(qū)電阻作為電壓穩(wěn)壓電路，以使輸出電壓為一穩(wěn)定的電壓值。當(dāng)輸入電壓穩(wěn)壓電路的電壓為一不穩(wěn)定的電壓值時(shí)，其中一井電阻井區(qū)內(nèi)的空乏區(qū)會隨著電壓的增大而增加井電阻的電阻值。利用井電阻所增加的電阻值可消耗輸入電壓所過多的電壓值，使得輸出的電壓值為一預(yù)設(shè)的穩(wěn)定的電壓值。另外，由于本發(fā)明的電壓穩(wěn)壓電路可由兩個(gè)相同架構(gòu)的井電阻組成。當(dāng)溫度變化時(shí)，兩個(gè)井電阻會同時(shí)變大或變小，以使輸出電壓不隨溫度改變而有所變化。利用本發(fā)明的電壓穩(wěn)壓電路還可加速集成電路制程的運(yùn)作效率，并提高集成電路的品質(zhì)及優(yōu)良率。本發(fā)明更可降低集成電路的制造運(yùn)作的生產(chǎn)成本。
為進(jìn)一步說明本發(fā)明的目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
(4)


圖1為電壓穩(wěn)壓電路的示意圖；圖2為利用本發(fā)明的井電阻為第一電阻的半導(dǎo)體電路的示意圖；圖3為在利用本發(fā)明的井電阻為第一電阻的半導(dǎo)體電路上通入過大電壓值的示意圖；圖4為利用本發(fā)明的井電阻為第一電阻的另一半導(dǎo)體電路的示意圖；以及圖5為在利用本發(fā)明的井電阻為第一電阻的另一半導(dǎo)體電路上通入過大電壓值的示意圖。
(5)具體實(shí)施方式
本發(fā)明的一些實(shí)施例將予以詳細(xì)描述如下。然而，除了詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其他的實(shí)施例施行，且本發(fā)明的范圍不受限定，而以權(quán)利要求書所限定的專利范圍為準(zhǔn)。
電壓穩(wěn)壓電路在集成電路中為一相當(dāng)重要的電路，因?yàn)殡妷悍€(wěn)壓電路可控制輸出的電壓為一定值，因此可維持某些集成電路的正常運(yùn)作。當(dāng)輸入的電壓值為在一固定的范圍內(nèi)變動的電壓值時(shí)，電壓穩(wěn)壓電路可發(fā)揮其應(yīng)有的功能，吸收多余的電壓輸入值，以供給某些電路一穩(wěn)定的電壓值。
參照圖1所示，此為電壓穩(wěn)壓電路的示意圖。電壓穩(wěn)壓電路至少包括一第一電阻100與一第二電阻200。第一電阻100的一端與第二電阻200的一端相互連接并呈現(xiàn)一串聯(lián)的狀態(tài)。一電源電壓(Vcc)300連接至第一電阻100的另一端而一參考電壓(Vref)400由第一電阻100與第二電阻200的接觸端拉出。第一電阻100的電阻值為R1且第二電阻200的電阻值為R2。而第二電阻200的另一端則接地。因此參考電壓400的電壓值等于電源電壓300的電壓值乘上第二電阻200的電阻值在總電阻(R1+R2)的比例(Vref＝Vcc*(R2/(R1+R2)))。當(dāng)若第一電阻100及第二電阻200均采用一般的電阻，則當(dāng)電源電壓300值增加時(shí)，參考電壓400值也隨之增加。當(dāng)?shù)谝浑娮?00采用本發(fā)明的井電阻時(shí)，一旦電源電壓300增強(qiáng)，落在第一電阻100上的跨壓增加，則井電阻內(nèi)的空乏區(qū)將會隨之?dāng)U大，電阻也隨之增大，而消耗過大的電壓值，使得參考電壓400仍為一定值。
參照圖2所示，此為利用本發(fā)明的井電阻為第一電阻100的示意圖。此時(shí)井電阻運(yùn)用在隔離區(qū)的下方。井電阻位于一底材510內(nèi)，而底材內(nèi)510內(nèi)至少包括一第一摻雜區(qū)520、一第二摻雜區(qū)530、一第三摻雜區(qū)540、一隔離區(qū)550及一第四摻雜區(qū)560。第一摻雜區(qū)520與第四摻雜區(qū)560分別在第二摻雜區(qū)530的兩側(cè)，而隔離區(qū)550則位于第一摻雜區(qū)520與第二摻雜區(qū)530之間。隔離區(qū)550可為一淺渠溝隔離(shallow trench isolation；STI)區(qū)域或是場氧化(field oxide；Fox)區(qū)域。第一摻雜區(qū)520、第二摻雜區(qū)530與隔離區(qū)550均位于第三摻雜區(qū)540的上方。通常采用的底材510為一P型底材。第一摻雜區(qū)520與第二摻雜區(qū)530通常植入N+離子作為第一電極與第二電極。第三摻雜區(qū)540通常植入N型離子作為N型井區(qū)電阻。而第四摻雜區(qū)560通常植入P型離子作為一第三電極且第三電極接地565。第二電極與第三電極通過第二電阻200連接。電源電壓300值由第一摻雜區(qū)520輸入，并可在第二摻雜區(qū)530上得到一參考電壓400。第二電阻200為一N型井電阻或是P型井電阻。隨著電路需求的不同，第二電阻200可與第一電阻100為相同結(jié)構(gòu)的電阻。
首先依照集成電路的電壓需求，在第一摻雜區(qū)520、第二摻雜區(qū)530、第三摻雜區(qū)540及第四摻雜區(qū)560內(nèi)植入所需的離子。通常第一摻雜區(qū)520植入的劑量為每立方公分有1018至1021個(gè)離子，而離子植入的深度為0.1至0.5微米。第二摻雜區(qū)530植入的劑量為每立方公分有1018至1021個(gè)離子，而離子植入的深度為0.1至0.5微米。第三摻雜區(qū)540植入的劑量為每立方公分有1015至1018個(gè)離子，而離子植入的深度為0.3至1微米。第四摻雜區(qū)560植入的劑量為每立方公分有1018至1021個(gè)離子，而離子植入的深度為0.1至0.5微米。
當(dāng)電源電壓300由第一摻雜區(qū)520輸入一電壓值后，此電壓將通過第三摻雜區(qū)540而在第二摻雜區(qū)530上得到一參考電壓400的電壓值。當(dāng)電源電壓300的電壓值突然升高電壓值時(shí)，在第三摻雜區(qū)540和底材510之間的空乏區(qū)545會向外擴(kuò)散，而降低中性電性的區(qū)域(參照圖3所示)，增加井電阻的電阻值，以吸收過量的輸入電壓值，使得在第二摻雜區(qū)530上仍可獲得一穩(wěn)定的參考電壓400值。因此第三摻雜區(qū)540中的空乏區(qū)545所擴(kuò)大的范圍視由第一摻雜區(qū)520上所輸入的電壓值而決定。當(dāng)?shù)谝粨诫s區(qū)520上所輸入的電壓值越大時(shí)，則第三摻雜區(qū)540所擴(kuò)大的范圍越大，且井電阻的電阻值也越高，以吸收過量的輸入電壓值。若在電路中，第二電阻200與第一電阻100均為相同結(jié)構(gòu)的井電阻，則當(dāng)溫度變化時(shí)，兩個(gè)井電阻會同時(shí)變大或變小，以使輸出電壓不隨溫度改變而有所變化。
參照圖4所示，此為利用本發(fā)明的井電阻為第一電阻100的半導(dǎo)體元件的另一實(shí)施例的示意圖。井電阻位于一底材510內(nèi)，而底材內(nèi)510內(nèi)至少包括一第一摻雜區(qū)520、一第二摻雜區(qū)530、一第三摻雜區(qū)540、一第四摻雜區(qū)560及一第五摻雜區(qū)570。第一摻雜區(qū)520與第四摻雜區(qū)560分別在第二摻雜區(qū)530的兩側(cè)，而第五摻雜區(qū)570則位于第一摻雜區(qū)520與第二摻雜區(qū)530之間。第一摻雜區(qū)520、第二摻雜區(qū)530與第五摻雜區(qū)570均位于第三摻雜區(qū)540的上方。通常采用的底材為一P型底材。第一摻雜區(qū)520與第二摻雜區(qū)530通常植入N+離子作為第一電極與第二電極。第三摻雜區(qū)540通常植入N型離子作為N型井區(qū)電阻。而第四摻雜區(qū)560通常植入P型離子作為一第三電極且第三電極接地565。第二電極與第三電極通過第二電阻200連接。第五摻雜區(qū)570通常植入P型離子且接地580。電源電壓300值由第一摻雜區(qū)520輸入，并可在第二摻雜區(qū)上得到一參考電壓400。第二電阻200可為一N型井電阻或是P型井電阻。隨著電路需求的不同，第二電阻200可與第一電阻100為相同結(jié)構(gòu)的電阻。
首先依照半導(dǎo)體元件的電壓需求，在第一摻雜區(qū)520、第二摻雜區(qū)530、第三摻雜區(qū)540及第四摻雜區(qū)560內(nèi)植入所需的離子。通常第一摻雜區(qū)520植入的劑量為每立方公分有1018至1021個(gè)離子，而離子植入的深度為0.1至0.5微米。第二摻雜區(qū)530植入的劑量為每立方公分有1018至1021個(gè)離子，而離子植入的深度為0.1至0.5微米。第三摻雜區(qū)540植入的劑量為每立方公分有1015至1018個(gè)離子，而離子植入的深度為0.3至1微米。第四摻雜區(qū)560植入的劑量為每立方公分有1018至1021個(gè)離子，而離子植入的深度為0.1至0.5微米。第五摻雜區(qū)570植入的離子數(shù)量為每立方公分有1018至1021個(gè)離子，而離子植入的深度為0.1至0.5微米。
當(dāng)電源電壓300由第一摻雜區(qū)520輸入一電壓值后此電壓將通過第三摻雜區(qū)540而在第二摻雜區(qū)530上得到一參考電壓400。當(dāng)電源電壓300突然升高電壓值時(shí)，在第三摻雜區(qū)540的離子將會因?yàn)樯唠妷憾鴶U(kuò)大第三摻雜區(qū)540內(nèi)的空乏區(qū)545范圍，并降低中性電性的區(qū)域(參照圖5所示)。此擴(kuò)大的第三摻雜區(qū)540內(nèi)的空乏區(qū)545將會增加井電阻的電阻值，以吸收過量的輸入電壓值，使得在第二摻雜區(qū)530上仍可獲得一穩(wěn)定的參考電壓400值。第三摻雜區(qū)540所擴(kuò)大的范圍視由第三摻雜區(qū)540內(nèi)的濃度而決定，因此第三摻雜區(qū)540所擴(kuò)大的范圍視由第一摻雜區(qū)520上所輸入的電壓值而決定。當(dāng)?shù)谝粨诫s 520上所輸入的電壓值越大時(shí)，則第三摻雜區(qū)540內(nèi)的空乏區(qū)所擴(kuò)大的范圍越大，且井電阻的電阻值也越高，以吸收過量的電壓值。若在電路中，第二電阻200與第一電阻100均為相同結(jié)構(gòu)的井電阻，則當(dāng)溫度變化時(shí)，兩個(gè)井電阻會同時(shí)變大或變小，以使輸出電壓不隨溫度改變而有所變化。
隨著工藝需求的不同，底材510也可采用N型的底材。當(dāng)?shù)撞?10為N型的底材時(shí)，第一摻雜區(qū)520、第二摻雜區(qū)530與第三摻雜區(qū)540所植入的離子為P離子，而第四摻雜區(qū)560與第五摻雜區(qū)570所植入的離子為N+的離子。因此井電阻即成為P型的井電阻。此外，第二電阻200可和第一電阻100同為井電阻，這樣兩者有相同的溫度系數(shù)，兩者的電阻值會隨著溫度而呈現(xiàn)同比例的增減，這樣，電路的輸出電壓不僅不隨輸入電壓變化而改變，亦不隨環(huán)境溫度變化而改變。
根據(jù)以上所述的實(shí)施例，本發(fā)明提供了一項(xiàng)電壓穩(wěn)壓電路，利用一井區(qū)電阻作為電壓穩(wěn)壓電路中一串聯(lián)電阻中的其中的一電阻以使輸出電壓為一穩(wěn)定的電壓值。當(dāng)輸入電壓穩(wěn)壓電路的電壓為一不穩(wěn)定的電壓值時(shí)，井電阻的井區(qū)內(nèi)的空乏區(qū)會隨著電壓的增大而增加井電阻的電阻值。利用井電阻所增加的電阻值可消耗輸入電壓所過多的電壓值，使得輸出的電壓值為一預(yù)設(shè)的穩(wěn)定的電壓值。利用本發(fā)明的電壓穩(wěn)壓電路還可提高集成電路的品質(zhì)及優(yōu)良率。本發(fā)明更可降低集成電路的制造運(yùn)作的生產(chǎn)成本。
當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用一井電阻分壓的電壓穩(wěn)壓電路，其特征在于，至少包括一第一電阻，該第一電阻為該井電阻且該第一電阻包括一第一端點(diǎn)及一第二端點(diǎn)；一第二電阻，該第二電阻包括一第三端點(diǎn)與一第四端點(diǎn)，其中所述的第三端點(diǎn)連接該第二端點(diǎn)且該第一電阻與該第二電阻為一串聯(lián)的狀態(tài)；一電源電壓，該電源電壓連接該第一端點(diǎn)；以及一參考電壓，該參考電壓連接該第三端點(diǎn)與該第二端點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的電壓穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述的井電阻為一N型井電阻。
3.如權(quán)利要求1所述的電壓穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述的井電阻為一P型井電阻。
4..如權(quán)利要求1所述的電壓穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述的第二電阻為一井電阻。
5..如權(quán)利要求4所述的電壓穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述的第二電阻為一N型井電阻。
6..如權(quán)利要求4所述的電壓穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述的第二電阻為一P型井電阻。
7..一種利用一井電阻分壓所述的電壓穩(wěn)壓電路，其特征在于，至少包括一第一摻雜區(qū)，該第一摻雜區(qū)位于一底材內(nèi)且該第一摻雜區(qū)連接一電源電壓，其中所述的底材為一P型的底材；一第二摻雜區(qū)，該第二摻雜區(qū)位于該底材內(nèi)且該第二摻雜區(qū)連接一參考電壓；一第三摻雜區(qū)，該第三摻雜區(qū)為該井電阻位于該底材內(nèi)且接觸該第一摻雜區(qū)與該第二摻雜區(qū)；當(dāng)該電源電壓突然增加時(shí)，該第三摻雜區(qū)會隨之?dāng)U大，以使該參考電壓為一穩(wěn)定的電壓值；一隔離區(qū)，該隔離區(qū)位于該第一摻雜區(qū)與該第二摻雜區(qū)之間的該底材內(nèi)，且位于該第三摻雜區(qū)之內(nèi)；一第四摻雜區(qū)，該第四摻雜區(qū)位于該底材內(nèi)且位于該第二摻雜區(qū)的一側(cè)；以及一電阻，該電阻連接該第二摻雜區(qū)與該第四摻雜區(qū)。
8.如權(quán)利要求7所述的電壓穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述的第一摻雜區(qū)為一N型摻雜區(qū)。
9.如權(quán)利要求7所述的電壓穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述的第二摻雜區(qū)為一N型摻雜區(qū)。
10.一種利用兩井電阻分壓的電壓穩(wěn)壓電路，其特征在于，至少包括一第一摻雜區(qū)，該第一摻雜區(qū)位于一底材內(nèi)且該第一摻雜區(qū)連接一電源電壓，其中所述的底材為一N型的底材且該第一摻雜區(qū)為一P型摻雜區(qū)；一第二摻雜區(qū)，該第二摻雜區(qū)位于該底材內(nèi)且該第二摻雜區(qū)連接一參考電壓，其中所述的第二摻雜區(qū)為一P型摻雜區(qū)；一第三摻雜區(qū)，該第三摻雜區(qū)位于該底材內(nèi)且接觸該第一摻雜區(qū)與該第二摻雜區(qū)，其中所述的第三摻雜區(qū)為一P型井區(qū)的第一井電阻；當(dāng)該電源電壓突然增加時(shí)，該第三摻雜區(qū)會隨之?dāng)U大，以使該參考電壓為一穩(wěn)定的電壓值；一第四摻雜區(qū)，該第四摻雜區(qū)位于該底材內(nèi)且位于該第二摻雜區(qū)的一側(cè)，其中所述的第四摻雜區(qū)為一N型摻雜區(qū)；一第五摻雜區(qū)，該第五摻雜區(qū)位于該第一摻雜區(qū)與該第二摻雜區(qū)之間的該底材內(nèi)，且位于該第三摻雜區(qū)之內(nèi)，其中所述的第五摻雜區(qū)為一N型摻雜區(qū)且接地；以及一第二井電阻，該第二井電阻連接該第二摻雜區(qū)與該第四摻雜區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)一種電壓穩(wěn)壓電路，特別是有關(guān)于一種利用井電阻分壓的電壓穩(wěn)壓電路。本發(fā)明利用兩個(gè)井電阻組成電壓穩(wěn)壓電路，利用井電阻的電阻值隨落在電阻上跨壓增加而增加的特性以使輸出的電壓為一穩(wěn)定值。當(dāng)輸入的電壓為一過大且不穩(wěn)定的電壓值時(shí)，井電阻的井區(qū)內(nèi)的空乏區(qū)會隨之?dāng)U大而消耗過大的電壓值，使輸出的電壓值為一相當(dāng)穩(wěn)定的電壓值。
文檔編號G05F1/10GK1437082SQ0210308
公開日2003年8月20日 申請日期2002年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月8日
發(fā)明者張耀文, 林慧芝, 盧道政 申請人:旺宏電子股份有限公司