專利名稱：適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于半導(dǎo)體集成電路抗靜電放電技術(shù)，特別是關(guān)于一種適用于自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物(Salicide)工藝的二極管結(jié)構(gòu)。
在亞微米MOS的技術(shù)領(lǐng)域中，靜電放電(electrostatic discharge)效應(yīng)是評(píng)價(jià)集成電路可靠度好壞時(shí)所需考慮的重要因素之一。如圖1所示，現(xiàn)有集成電路是于集成電路接合墊(IC pad)1處設(shè)置二極管D1和D2，當(dāng)靜電放電事件發(fā)生時(shí)，利用二極管崩潰效應(yīng)釋放集成電路接合墊1處的靜電放電應(yīng)力，藉以保護(hù)內(nèi)部電路2免于靜電放電破壞。
請(qǐng)參照?qǐng)D2，所示為圖1所示的二極管D1或D2實(shí)現(xiàn)于一半導(dǎo)體基底20內(nèi)的剖面圖示。圖2中，是于一P型半導(dǎo)體基底20內(nèi)設(shè)置絕緣結(jié)構(gòu)21(譬如是以LOCOS局部氧化法形成的場氧化物)，將N型擴(kuò)散區(qū)22形成于絕緣結(jié)構(gòu)21所圍繞的半導(dǎo)體基底20內(nèi)，而以N型擴(kuò)散區(qū)22與P型半導(dǎo)體基底20形成的圖1所示的二極管D1或D2。另外，為能降低接觸區(qū)表面阻值(sheet resistance)，可利用自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物(self-alignedsilicide，又以salicide簡稱)擴(kuò)散工藝，在N型擴(kuò)散區(qū)22上形成一金屬硅化物層23。
然而，當(dāng)于靜電放電事件下，高電流及金屬硅化物層23，卻因金屬硅化物層23的低表面阻值降低鎮(zhèn)流阻值，或鎮(zhèn)流電阻(ballasticresistance)，導(dǎo)致靜電放電電流易匯集(current crowding)于邊緣區(qū)24處，造成局部的熱點(diǎn)(hot spot)效應(yīng)。由于局部熱點(diǎn)效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的功率耗散，因而使邊緣區(qū)24處的局部溫度急遽升高；甚者，造成金屬硅化物層23分解，因而破壞二極管組件。
因此，本發(fā)明的一目的，在于提供一種適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，在無須額外增加工藝步驟的前提下，兼容于自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物(Salicide)工藝。當(dāng)于靜電放電事件下，能將放電電流均勻地導(dǎo)通流經(jīng)P/N接面，藉以避免電流過度集中于摻雜區(qū)邊緣處。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達(dá)到一種適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，包括
一第一型半導(dǎo)體層；一第二型擴(kuò)散區(qū)，設(shè)置于該半導(dǎo)體層內(nèi)；以及一第二型摻雜區(qū)，設(shè)置于該半導(dǎo)體層內(nèi)環(huán)繞該第二型擴(kuò)散區(qū)邊緣，該第二型摻雜區(qū)具有較該第二型擴(kuò)散區(qū)低的摻雜濃度，以提供一鎮(zhèn)流阻值。
另外，本發(fā)明還涉及一種適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，包括一第一型半導(dǎo)體層；一第二型擴(kuò)散區(qū)，設(shè)置于該半導(dǎo)體層內(nèi)；一閘極環(huán)，環(huán)繞該第二型擴(kuò)散區(qū)設(shè)置于該半導(dǎo)體層上；以及一第二型摻雜區(qū)，設(shè)置于該半導(dǎo)體層內(nèi)環(huán)繞該第二型擴(kuò)散區(qū)邊緣，該第二型摻雜區(qū)具有較該第二型擴(kuò)散區(qū)低的摻雜濃度，以提供一鎮(zhèn)流阻值。
本發(fā)明還涉及一種適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，二極管結(jié)構(gòu)，包括一第一型半導(dǎo)體層；一第二型擴(kuò)散區(qū)，設(shè)置于該半導(dǎo)體層內(nèi)；以及一第二型井區(qū)，設(shè)置于該半導(dǎo)體層內(nèi)環(huán)繞該第二型擴(kuò)散區(qū)邊緣，該第二型井區(qū)具有較該第二型擴(kuò)散區(qū)低的摻雜濃度，以提供一鎮(zhèn)流阻值。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)為獲致上述目的，本發(fā)明可利用提供一種適用于自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管結(jié)構(gòu)來完成。二極管結(jié)構(gòu)包括一第一型半導(dǎo)體層、一第二型擴(kuò)散區(qū)、一第二型摻雜區(qū)、以及一金屬硅化層。第二型擴(kuò)散區(qū)是設(shè)置于半導(dǎo)體層內(nèi)，而第二型摻雜區(qū)則設(shè)置于半導(dǎo)體層內(nèi)、環(huán)繞第二型擴(kuò)散區(qū)邊緣，金屬硅化層則設(shè)置于第二型擴(kuò)散區(qū)上。其中，第二型摻雜區(qū)具有較第二型擴(kuò)散區(qū)低的摻雜濃度，以提供一鎮(zhèn)流阻值。
因此，本發(fā)明是將擴(kuò)散區(qū)邊緣處以摻雜濃度較淡的摻雜區(qū)環(huán)繞，藉以增加二極管接觸區(qū)的鎮(zhèn)流阻值。當(dāng)于靜電放電事件下，使放電電流均勻流經(jīng)金屬硅化層與擴(kuò)散區(qū)接面，再流經(jīng)由擴(kuò)散區(qū)與基底間P/N接面，藉以釋放靜電放電應(yīng)力。因此，放電電流將不再集中于擴(kuò)散區(qū)邊緣處，得以確保二極管免于靜電放電破壞。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下


圖1是顯示現(xiàn)有以二極管為靜電放電保護(hù)組件的電路圖；圖2是顯示現(xiàn)有技術(shù)將圖1二極管實(shí)現(xiàn)于半導(dǎo)體基底內(nèi)的剖面圖示；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例將圖1二極管實(shí)現(xiàn)于半導(dǎo)體基底內(nèi)的剖面圖示；圖4為圖3的頂視圖；以及圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例將圖1二極管實(shí)現(xiàn)于半導(dǎo)體基底內(nèi)的剖面圖示。
圖號(hào)說明1…集成電路接合墊；2…內(nèi)部電路；20、30、50…P型半導(dǎo)體層；21、51…絕緣結(jié)構(gòu)；22、36、52…N型擴(kuò)散區(qū)；23、37、54…金屬硅化層；31…閘極結(jié)構(gòu)；32、33…間隔物；34、35…輕摻雜區(qū)；以及，53…N型井區(qū)。
實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明，是將擴(kuò)散區(qū)邊緣處以輕摻雜區(qū)環(huán)繞，增加二極管接觸區(qū)的鎮(zhèn)流阻值。當(dāng)于靜電放電事件下，使放電電流均勻流經(jīng)金屬硅化層與擴(kuò)散區(qū)接面，再流經(jīng)由擴(kuò)散區(qū)與基底間P/N接面，藉以釋放靜電放電應(yīng)力。因此，放電電流將不再集中于擴(kuò)散區(qū)邊緣處，得以確保二極管免于靜電放電破壞。下文便列舉若干實(shí)施例，并配合附圖的圖號(hào)做詳細(xì)說明。
實(shí)施例一請(qǐng)參照第3和4圖，所示分別是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例將圖1二極管實(shí)現(xiàn)于一半導(dǎo)體基底內(nèi)的剖面圖及頂視圖。附圖中，圖號(hào)30代表一半導(dǎo)體基底或一井區(qū)，譬如是P型半導(dǎo)體基底或P型井區(qū)，以下以P型半導(dǎo)體層稱之。
本例中，是于P型半導(dǎo)體層30上設(shè)置一環(huán)狀閘極結(jié)構(gòu)31。此閘極結(jié)構(gòu)31由上而下包括一閘極電極層31A與一閘極介電層31B。在閘極結(jié)構(gòu)31內(nèi)環(huán)側(cè)壁處設(shè)置有一內(nèi)環(huán)側(cè)壁間隔物32、在外環(huán)側(cè)壁處設(shè)置有一外環(huán)側(cè)壁間隔物33。在內(nèi)環(huán)側(cè)壁間隔物32與外環(huán)側(cè)壁間隔物33下方的P型半導(dǎo)體層30內(nèi)，分別設(shè)置有N型輕摻雜區(qū)(lightly-doped region)34與35。而一N型擴(kuò)散區(qū)(重?fù)诫s區(qū))36則形成在N型輕摻雜區(qū)34所圍繞的P型半導(dǎo)體層30內(nèi)；換句話說，N型擴(kuò)散區(qū)(重?fù)诫s區(qū))36邊緣區(qū)是經(jīng)N型輕摻雜區(qū)34所圍繞，此N型摻雜區(qū)34具有較N型擴(kuò)散區(qū)36低的摻雜濃度、以及較N型擴(kuò)散區(qū)36淺的接面深度。再者，一金屬硅化層37則形成于N型擴(kuò)散區(qū)36上。
如圖3和圖4所示，是將N型擴(kuò)散區(qū)36邊緣處以N型輕摻雜區(qū)34環(huán)繞，增加二極管接觸區(qū)的鎮(zhèn)流阻值。當(dāng)于靜電放電事件下，使放電電流均勻流經(jīng)金屬硅化層37與N型擴(kuò)散區(qū)36接面，再均勻地流經(jīng)由N型擴(kuò)散區(qū)36與P型半導(dǎo)體層30間P/N接面。因此，放電電流將不再集中于擴(kuò)散區(qū)邊緣處，得以確保二極管免于靜電放電破壞。
再者，根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)均與內(nèi)部電路所采用的自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝、以及輕摻雜漏極(LDD)工藝兼容，故無需增加任何工藝步驟，便可提升抗靜電放電的功效。另外，圖3和圖4所示的P型與N型僅為示例之用，若將P型與N型互換亦可適用。
實(shí)施例二請(qǐng)參照?qǐng)D5，它是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二將圖1二極管實(shí)現(xiàn)于一半導(dǎo)體基底內(nèi)的剖面圖。附圖中，圖號(hào)50代表一半導(dǎo)體基底或一井區(qū)，譬如是P型半導(dǎo)體基底或P型井區(qū)，以下以P型半導(dǎo)體層稱之。
本實(shí)施例中，是于P型半導(dǎo)體層50上設(shè)置一環(huán)狀絕緣結(jié)構(gòu)51。此絕緣結(jié)構(gòu)51譬如是以局部氧化法(LOCOS)所形成的氧化物所構(gòu)成。在絕緣結(jié)構(gòu)51間的P型半導(dǎo)體層50內(nèi)形成有一N型擴(kuò)散區(qū)(重?fù)诫s區(qū))52。而N型擴(kuò)散區(qū)52均為一N型井區(qū)53所環(huán)繞，此N型井區(qū)53具有較N型擴(kuò)散區(qū)52低的摻雜濃度、以及較N型擴(kuò)散區(qū)52大的接面深度。再者，一金屬硅化層54主要是覆于N型擴(kuò)散區(qū)52上。
如圖5所示，是將N型擴(kuò)散區(qū)52邊緣處以N型井區(qū)53環(huán)繞，增加二極管接觸區(qū)的鎮(zhèn)流阻值。當(dāng)于靜電放電事件下，使放電電流均勻流經(jīng)金屬硅化層54與N型擴(kuò)散區(qū)52接面，再均勻地流經(jīng)由N型擴(kuò)散區(qū)52與P型半導(dǎo)體層50間P/N接面。因此，放電電流將不再集中于擴(kuò)散區(qū)邊緣處，得確保二極管免于靜電放電破壞。
再者，根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)均與內(nèi)部電路所采用的自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝、以及井區(qū)工藝兼容，故無需增加任何工藝步驟，便可提升抗靜電放電的功效。另外，圖5所示的P型與N型僅為示例之用，若將P型與N型互換亦可適用。
綜合上述，根據(jù)本發(fā)明的二極管結(jié)構(gòu)，是將擴(kuò)散區(qū)邊緣處以輕摻雜區(qū)環(huán)繞，增加二極管接觸區(qū)的鎮(zhèn)流阻值。當(dāng)于靜電放電事件下，使放電電流均勻流經(jīng)金屬硅化層與擴(kuò)散區(qū)接面，再流經(jīng)由擴(kuò)散區(qū)與基底間P/N接面，藉以釋放靜電放電應(yīng)力。因此，放電電流將不再集中于擴(kuò)散區(qū)邊緣處，得確保二極管免于靜電放電破壞。
雖然本發(fā)明已以若干較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟知本領(lǐng)域技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求并結(jié)合說明書和附圖的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是包括一第一型半導(dǎo)體層；一第二型擴(kuò)散區(qū)，設(shè)置于該半導(dǎo)體層內(nèi)；以及一第二型摻雜區(qū)，設(shè)置于該半導(dǎo)體層內(nèi)環(huán)繞該第二型擴(kuò)散區(qū)邊緣，該第二型摻雜區(qū)具有較該第二型擴(kuò)散區(qū)低的摻雜濃度，以提供一鎮(zhèn)流阻值。
2.如權(quán)利要求1所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是尚包括一閘極環(huán)，環(huán)繞著該擴(kuò)散區(qū)、設(shè)置于該半導(dǎo)體層上。
3.如權(quán)利要求2所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是尚包括一間隔物，設(shè)置于該閘極環(huán)內(nèi)側(cè)壁、覆于該摻雜區(qū)上。
4.如權(quán)利要求3所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是其中，該摻雜區(qū)具有較該擴(kuò)散區(qū)淺的接面深度。
5.如權(quán)利要求1所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是其中，該摻雜區(qū)是一井區(qū)。
6.如權(quán)利要求5所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是其中，該摻雜區(qū)具有較該擴(kuò)散區(qū)深的接面深度。
7.如權(quán)利要求1所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是其中，該第一型是P型，該第二型是N型。
8.如權(quán)利要求1所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是其中，該第一型是N型，該第二型是P型。
9.如權(quán)利要求1所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是尚包括設(shè)置于該第二型擴(kuò)散區(qū)上的一金屬硅化層。
10.一種適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是包括一第一型半導(dǎo)體層；一第二型擴(kuò)散區(qū)，設(shè)置于該半導(dǎo)體層內(nèi)；一閘極環(huán)，環(huán)繞該第二型擴(kuò)散區(qū)設(shè)置于該半導(dǎo)體層上；以及一第二型摻雜區(qū)，設(shè)置于該半導(dǎo)體層內(nèi)環(huán)繞該第二型擴(kuò)散區(qū)邊緣，該第二型摻雜區(qū)具有較該第二型擴(kuò)散區(qū)低的摻雜濃度，以提供一鎮(zhèn)流阻值。
11.如權(quán)利要求10所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是尚包括一間隔物，設(shè)置于該閘極環(huán)內(nèi)側(cè)壁。
12.如權(quán)利要求11所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是其中，該摻雜區(qū)具有較該擴(kuò)散區(qū)淺的接面深度。
13.如權(quán)利要求10所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是其中，該第一型是P型，該第二型是N型。
14.如權(quán)利要求10所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是其中，該第一型是N型，該第二型是P型。
15.如權(quán)利要求10所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是尚包括設(shè)置于該第二型擴(kuò)散區(qū)上的一金屬硅化層。
16.一種適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是二極管結(jié)構(gòu)，包括一第一型半導(dǎo)體層；一第二型擴(kuò)散區(qū)，設(shè)置于該半導(dǎo)體層內(nèi)；以及一第二型井區(qū)，設(shè)置于該半導(dǎo)體層內(nèi)環(huán)繞該第二型擴(kuò)散區(qū)邊緣，該第二型井區(qū)具有較該第二型擴(kuò)散區(qū)低的摻雜濃度，以提供一鎮(zhèn)流阻值。
17.如權(quán)利要求16所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是其中，該井區(qū)具有較該擴(kuò)散區(qū)深的接面深度。
18.如權(quán)利要求16所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是其中，該第一型是P型，該第二型是N型。
19.如權(quán)利要求16所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是其中，該第一型是N型，該第二型是P型。
20.如權(quán)利要求16所述的適用于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管，其特征是尚包括設(shè)置于該第二型擴(kuò)散區(qū)上的一金屬硅化層。
全文摘要
本發(fā)明可利用提供一種適用于自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物工藝的二極管結(jié)構(gòu)來完成。二極管結(jié)構(gòu)包括:一第一型半導(dǎo)體層、一第二型擴(kuò)散區(qū)、一第二型摻雜區(qū)、以及一金屬硅化層。第二型擴(kuò)散區(qū)是設(shè)置于半導(dǎo)體層內(nèi),而第二型摻雜區(qū)則設(shè)置于半導(dǎo)體層內(nèi)、環(huán)繞第二型擴(kuò)散區(qū)邊緣,金屬硅化層則設(shè)置于第二型擴(kuò)散區(qū)上。其中,第二型摻雜區(qū)具有較第二型擴(kuò)散區(qū)低的摻雜濃度,以提供鎮(zhèn)流電阻。
文檔編號(hào)H01L29/66GK1377094SQ01110109
公開日2002年10月30日 申請(qǐng)日期2001年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月23日
發(fā)明者俞大立 申請(qǐng)人:華邦電子股份有限公司