(57)【要約】  静電放電保護のための半導体デバイスは、基板と、該基板内に形成された第１のウェル及び第２のウェルとを含む。第１及び第２のウェルは、横並びに形成されて界面にて交わり、それぞれ第１の導電型及び第２の導電型を有する。第１の高濃度ドープ領域及び第２の高濃度ドープ領域が第１のウェルに形成される。第３の高濃度ドープ領域及び第４の高濃度ドープ領域が第２のウェルに形成される。第１、第２、第３、及び第４の高濃度ドープ領域が、それぞれ、第１の導電型、第２の導電型、第２の導電型、及び第１の導電型を有する。第１及び第２の高濃度ドープ領域の位置は、界面に平行な方向に沿って交互に配置される。【選択図】図１Ａ
2015536564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電放電保護のための半導体デバイスであって、
基板と、
前記基板内に形成され、第１の導電型を有する第１のウェルと、
前記基板内に形成され、前記第１の導電型と異なる第２の導電型を有し、前記第１のウェルと横並びに形成されて該第１のウェルと界面にて交わる第２のウェルと、
前記第１の導電型を有して前記第１のウェル内に形成され、前記界面から第１の距離に位置付けられた第１の高濃度ドープ領域と、
前記第２の導電型を有して前記第１のウェル内に形成され、前記界面から第２の距離に位置付けられた第２の高濃度ドープ領域と、
前記第２の導電型を有して前記第２のウェル内に形成され、前記界面から第３の距離に位置付けられた第３の高濃度ドープ領域と、
前記第１の導電型を有して前記第２のウェル内に形成され、前記界面から第４の距離に位置付けられた第４の高濃度ドープ領域であって、前記第４の距離は前記第３の距離と異なっている、第４の高濃度ドープ領域と、
を備え、前記第１及び第２の高濃度ドープ領域の位置は、前記界面に平行な方向に沿って交互に配置される、半導体デバイス。
【請求項２】
前記第１の距離が前記第２の距離よりも小さい、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項３】
前記第１の距離が約４μｍ〜約１０μｍの範囲にあり、前記第２の距離が約４μｍ〜約８０μｍの範囲にある、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項４】
前記第３の距離が約４μｍ〜約１０μｍの範囲にあり、前記第４の距離が約４μｍ〜約８０μｍの範囲にある、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項５】
前記第１の高濃度ドープ領域及び前記第３の高濃度ドープ領域のうちの少なくとも１つが、２つの別個のセグメントを含む、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項６】
前記第２の高濃度ドープ領域及び前記第４の高濃度ドープ領域のうちの少なくとも１つが、２つの別個のセグメントを含む、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項７】
前記第１、第２、第３、及び第４の高濃度ドープ領域が、前記界面に平行な方向に沿って延びる細長形状を有する、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項８】
前記界面に平行な方向が第１の方向であり、前記第１及び第２の高濃度ドープ領域が、前記第１の方向又は該第１の方向に垂直な第２の方向の何れにおいても重なり合わない、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項９】
前記第３及び第４の高濃度ドープ領域が、前記第１及び第２の方向の何れにおいても重なり合わない、請求項８に記載の半導体デバイス。
【請求項１０】
前記基板が半導体基板を含む、請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項１１】
前記基板がシリコン基板を含む、請求項１０に記載の半導体デバイス。
【請求項１２】
前記第１の導電型がＮ型であり、前記第２の導電型がＰ型である、請求項１１に記載の半導体デバイス。
【請求項１３】
前記第１のウェルは、リン、ヒ素、又はアンチモンのうちの少なくとも１つがドープされ、前記第２のウェルは、ホウ素又はアルミニウムのうちの少なくとも１つがドープされる、請求項１２に記載の半導体デバイス。
【請求項１４】
前記第１のウェルは、約１×１０15ｃｍ-3〜約１×１０17ｃｍ-3のレベルでドープされ、前記第２のウェルは、約１×１０16ｃｍ-3〜約１×１０17ｃｍ-3のレベルでドープされる、請求項１２に記載の半導体デバイス。
【請求項１５】
前記第１の高濃度ドープ領域は、約１×１０19ｃｍ-3〜約５×１０20ｃｍ-3のレベルでドープされ、前記第２の高濃度ドープ領域は、約１×１０19ｃｍ-3〜約５×１０20ｃｍ-3のレベルでドープされ、前記第３の高濃度ドープ領域は、約１×１０19ｃｍ-3〜約５×１０20ｃｍ-3のレベルでドープされ、前記第４の高濃度ドープ領域は、約１×１０19ｃｍ-3〜約５×１０20ｃｍ-3のレベルでドープされる、請求項１２に記載の半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、静電放電（ＥＳＤ、ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）保護のための半導体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電放電（ＥＳＤ）は、日常生活において頻繁に起こる自然現象である。ＥＳＤは、短時間のうちに大電流を発生する可能性がある。例えば、人体モデル（ＨＢＭ、ｈｕｍａｎ  ｂｏｄｙ  ｍｏｄｅｌ）の静電放電は通常、数アンペアのピーク電流が数百ナノ秒以内に起こる。機械モデル（ＭＭ、ｍａｃｈｉｎｅ  ｍｏｄｅｌ）及びデバイス帯電モデル（ＣＤＭ、ｃｈａｒｇｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ  ｍｏｄｅｌ）などの他のモードの静電放電は、より短い時間のうちに起こる場合があり、より大きな電流となる可能性がある。
【０００３】
ＥＳＤにより発生する大電流が短時間のうちに集積回路を通過すると、集積回路が耐え得る電力消費量よりも遙かに上回って、集積回路に物理的な損傷を与え、場合によっては回路故障を引き起こす可能性がある。実際、ＥＳＤは集積回路の製造及び使用中の故障の大きな要因となっている。
【０００４】
実際に、ＥＳＤによって引き起こされる損傷を軽減又は阻止するために、環境と回路自体の２つの手法が取られてきた。環境に関しては、この手法は主として、静電気が発生しにくい材料を使用する、環境湿度を高くする、又は作業者及び／又は装置を接地するなど、静電気の発生を低減して、発生した静電気を適宜除去することを含む。回路に関しては、この手法は主として、ＥＳＤ保護デバイス又は回路を用いて集積回路をＥＳＤ損傷から保護するなどにより回路のＥＳＤ抵抗を改善することを含む。
【０００５】
ＥＳＤ保護デバイスを用いることに関して、ＥＳＤ保護デバイスのトリガ電圧は、保護されるデバイスのトリガ電圧よりも低くするべきである。ＥＳＤ保護デバイスはまた、電流放電能力を有するべきである。加えて、ＥＳＤ保護デバイスのＤＣ絶縁破壊電圧は、電源電圧よりも高くするべきである。ＥＳＤ保護デバイスは、このような条件を満たし、保護されるデバイスの作動に影響がないようにすべきである。ラッチアップ問題を避けるために、ＥＳＤ保護デバイスの保持電圧は、電源電圧よりも高くするべきである。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の実施形態によれば、静電放電保護用半導体デバイスが提供される。半導体デバイスは、基板と、基板内に形成される第１のウェル及び第２のウェルとを備える。第１及び第２のウェルは、横並びに形成されて界面にて交わり、それぞれ第１の導電型及び第２の導電型を有する。第１のウェルには第１の高濃度ドープ領域及び第２の高濃度ドープ領域が形成される。第１及び第２の高濃度ドープ領域は、それぞれ第１及び第２の導電型を有し、界面からそれぞれ第１の距離及び第２の距離に位置付けられる。第２のウェルには第３の高濃度ドープ領域及び第４の高濃度ドープ領域が形成される。第３及び第４の高濃度ドープ領域は、それぞれ第１及び第２の導電型を有し、界面からそれぞれ第３の距離及び第４の距離に位置付けられる。第４の距離は第３の距離とは異なる。第１及び第２の高濃度ドープ領域の位置は、界面に平行な方向に沿って交互に配置される。
【０００７】
本開示による特徴及び利点は、一部には以下の説明において記載されるが、一部は本明細書から明らかになり、或いは本開示を実施することにより理解することができる。このような特徴及び利点は、添付の請求項において詳細に指摘される要素及び組み合わせにより実現され達成されることになる。
【０００８】
上記の概要及び以下の詳細な説明の両方は、例示敵で説明のためのものに過ぎず、請求項に記載される本発明を限定するものではない点を理解されたい。
【０００９】
本明細書に組み込まれその一部を構成する添付図面は、幾つかの実施形態を例示しており、本明細書と共に本発明の原理を説明する役割を果たすものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】例示的な実施形態によるＳＣＲ構造体のレイアウトを概略的に示す平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＳＣＲ構造体の一部を概略的に示す拡大平面図である。
【図２Ａ】切断線ＡＡ’に沿った図１ＡのＳＣＲ構造体の概略断面図である。
【図２Ｂ】切断線ＢＢ’に沿った図１ＡのＳＣＲ構造体の概略断面図である。
【図３】図１ＡのＳＣＲ構造体の等価回路を示す図である。
【図４】例示的な実施形態によるＳＣＲ構造体のレイアウトを概略的に示す平面図である。
【図５】例示的な実施形態によるＳＣＲ構造体のレイアウトを概略的に示す平面図である。
【図６】例示的な実施形態によるＳＣＲ構造体のレイアウトを概略的に示す平面図である。
【図７】例示的な実施形態によるＳＣＲ構造体のレイアウトを概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示による実施形態は、静電放電（ＥＳＤ）保護のためのシリコン制御整流器（ＳＣＲ、ｓｉｌｉｃｏｎ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）構造を含む。
【００１２】
以下では、本開示による実施形態を図面を参照しながら説明する。可能な限り、同じ要素を示すために図面全体を通じて同じ参照符号が使用される。
【００１３】
シリコン制御整流器（ＳＣＲ）は、ＥＳＤ保護のために用いることができるデバイスである。本明細書で使用される場合、ＳＣＲは、互いに隣接して形成されたＮウェル及びＰウェルを含み、Ｎウェル及びＰウェルにはそれぞれ高濃度ドープのＰ型（Ｐ+）領域及び高濃度ドープのＮ型（Ｎ+）領域を有する。従って、ＳＣＲの基本構造は、ＰＮＰＮ構造を含み、Ｐ+領域、Ｎウェル及びＰウェルがＰＮＰトランジスタを形成し、Ｎウェル、Ｐウェル、及びＮ+領域がＮＰＮトランジスタを形成する。
【００１４】
作動時には、ＳＣＲは通常、保護されることになる回路と並列に接続される。ＥＳＤが生じると、ＥＳＤにより過度の電荷が発生し、ＳＣＲに印加される電圧を増大させる。ＳＣＲに印加される電圧がＳＣＲのトリガ電圧よりも高くなると、Ｎウェル及びＰウェルによって形成されるＮ−Ｐ接合部においてアバランシュ降伏が起こる可能性がある。発生した電流により、ＰＮＰトランジスタ又はＮＰＮトランジスタの一方がターンオンする。次いで、ＰＮＰトランジスタ又はＮＰＮトランジスタの両方が飽和状態になる。その結果、ＳＣＲは、低抵抗状態になり、ＥＳＤにより生じた電荷の大部分を伝達し始める。結果として、保護される回路は、ＥＳＤ電荷の僅かな部分しか負担せず、従って、損傷を受けるのが回避される。ＳＣＲが低抵抗状態になり、ＥＳＤ電荷がＳＣＲにより伝達されるようになった後、ＳＣＲに印加される電圧は低下する。ＳＣＲに印加される電圧がＳＣＲの保持電圧よりも低くなると、ＳＣＲがターンオフする。
【００１５】
図１Ａは、本開示の実施形態によるＳＣＲ構造体１００のレイアウトを概略的に示す平面図である。図１Ｂは、ＳＣＲ構造体１００の一部を概略的に示す平面図である。図２Ａ及び２Ｂは、断線ＡＡ’及びＢＢ’にそれぞれ沿った図１ＡのＳＣＲ構造体１００の概略断面図である。ＳＣＲ構造体１００は、基板１０６に形成されたＮウェル１０２及びＰウェル１０４を含む。Ｎウェル１０２及びＰウェル１０４は、横並びで配列されて界面１１０にて交わる。
【００１６】
一部の実施形態において、Ｎウェル１０２及びＰウェル１０４は、例えば、注入又は拡散を介してそれぞれＮ型不純物及びＰ型不純物を基板１０６にドープすることにより形成することができる。一部の実施形態において、基板１０６はＮ型基板とすることができる。Ｐウェル１０４は、Ｎ型基板１０６の一部にＰ型不純物をドープすることにより形成することができ、Ｐ型不純物がドープされていないＮ型基板１０６の別の部分は、Ｎウェル１０２として用いることができる。
【００１７】
或いは、一部の実施形態において、基板１０６はＰ型基板とすることができる。Ｎウェル１０２は、Ｐ型基板１０６にＮ型不純物をドープすることにより形成することができ、Ｎ型不純物がドープされていないＰ型基板１０６の別の部分は、Ｐウェル１０４として用いることができる。
【００１８】
一部の実施形態において、基板１０６は、Ｐ型かＮ型かに関係なく、シリコン基板又はシリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）基板とすることができる。Ｎウェル１０２を形成するためのＮ型不純物及びＮ型として基板１０６が提供されたときの基板１０６にけるＮ型不純物は、リン、ヒ素、又はアンチモンを含む。Ｐウェル１０４を形成するためのＰ型不純物及びＰ型として基板１０６が提供されたときの基板１０６にけるＰ型不純物は、ホウ素又はアルミニウムを含む。Ｎウェル１０２及びＰウェル１０４における不純物濃度は、それぞれ、約１×１０15ｃｍ-3〜約１×１０17ｃｍ-3、及び約１×１０16ｃｍ-3〜約１×１０17ｃｍ-3とすることができる。
【００１９】
図１Ａに示すように、高濃度ドープのＮ型領域（Ｎ+領域）１２２及び高濃度ドープのＰ型領域（Ｐ+領域）１２４がＮウェル１０２内に形成される。同様に、高濃度ドープのＰ型領域（Ｐ+領域）１４２及び高濃度ドープのＮ型領域（Ｎ+領域）１４４がＰウェル１０４内に形成される。高濃度ドープ領域１２２、１２４、１４２、及び１４４は、Ｎウェル１０２及びＰウェル１０４のドープレベル（不純物濃度）よりも、例えば、２桁を超えて高いドープレベルを有する。Ｎ+領域１２２及び１４４は、リン、ヒ素、又はアンチモンなどのＮ型不純物がドープされる。Ｐ+領域１２４及び１４２は、ホウ素又はアルミニウムなどのＰ型不純物がドープされる。一部の実施形態において、Ｎ+領域１２２、Ｐ+領域１２４、Ｐ+領域１４２、及びＮ+領域１４４の各々における不純物濃度は、約１×１０19ｃｍ-3〜約５×１０20ｃｍ-3とすることができる。これらの高濃度ドープ領域における濃度は、互いに同じであってもよく、又は異なっていてもよい。
【００２０】
図１Ａに示すように、Ｎウェル１０２におけるＮ+領域１２２及びＰ+領域１２４は、界面１１０に垂直な方向に沿って、すなわち、図１Ａにおいて図示されるｘ方向に沿って交互に配置される。すなわち、図１Ｂの拡大図において図示されるように、Ｎ+領域１２２の左側エッジ１２２２は、Ｐ+領域１２４の左側エッジ１２４２と整列していない。同様に、Ｎ+領域１２２の右側エッジ１２２４は、Ｐ+領域１２４の右側エッジ１２４４と整列していない。Ｎ+領域１２２及びＰ+領域１２４はまた、界面１１０に平行な方向に沿って、すなわち、図１Ａにおいて図示されるｙ方向に沿って交互に配置される。すなわち、図１Ｂの拡大図において図示されるように、Ｎ+領域１２２の上側エッジ１２２６は、Ｐ+領域１２４の上側エッジ１２４６と整列していない。同様に、Ｎ+領域１２２の下側エッジ１２２８は、Ｐ+領域１２４の下側エッジ１２４８と整列していない。また、図１Ａに示すように、Ｐウェル１０４におけるＰ+領域１４２及びＮ+領域１４４はまた、ｘ方向及びｙ方向に沿って交互に配置される。
【００２１】
一部の実施形態において、Ｎ+領域１２２及びＰ+領域１２４は、ｘ方向及びｙ方向の何れにおいても重なり合わない。同様に、Ｐ+領域１４２及びＮ+領域１４４は、ｘ方向及びｙ方向の何れにおいても重なり合わない。本開示で使用されるように、２つの領域の「重なり合い」は、１つの領域が他の領域の上に物理的に形成されるという意味ではない。むしろ、例えば、２つの領域の「ｘ方向の重なり合い」とは、１つの領域の左側エッジ又は右側エッジの少なくとも一方が、他方の領域の左側エッジと右側エッジとの間でｘ方向に沿って位置付けられることを意味する。従って、２つの領域が「ｘ方向で重なり合わない」とは、２つの領域の何れかの左側エッジも右側エッジも他方の領域の左側エッジと右側エッジとの間でｘ方向に沿って位置付けられないことを意味する。図１Ｂに示すように、例えば、Ｐ+領域１２４の右側エッジ１２２４は、Ｎ+領域１２２の左側エッジ１２２２の左側にｘ方向に沿って位置付けられる。ｙ方向に沿った位置決めに関しては、本発明の実施形態において、Ｐ+領域１２４の上側エッジ１２４６は、Ｎ+領域１２２の下側エッジ１２２８と整列するようにｙ方向に沿って位置付けられる。
【００２２】
Ｎ+領域１２２及びＰ+領域１２４の相対的配列は、図１Ａ及び図１Ｂに示すのと同じである必要はない。例えば、一部の実施形態において、ｘ方向に沿ったＰ+領域１２４の右側エッジ１２４４の位置は、Ｎ+領域１２２の左側エッジ１２２２と整列することができる。別の実施例として、一部の実施形態において、ｙ方向に沿ったＰ+領域１２４の上側エッジ１２４６の位置は、Ｎ+領域１２２の下側エッジ１２２８よりも高いか、又は低くすることができる。別の実施例として、Ｌ２４が不変で保持され、他の全ての寸法が同じである一方、ｙ方向に沿ったＰ+領域１２４の上側エッジ１２４６の位置が、Ｎ+領域１２２の下側エッジ１２２８よりも高い場合（従って、Ｐ+領域１２４の下側エッジ１２４８もまた、図１Ａ及び１Ｂに示すよりも高い位置にある場合）、ＳＣＲ構造体のＳＣＲ効果が抑制され、ＳＣＲ構造体のダイオード効果が増強される。換言すると、ＳＣＲ構造体のＥＳＤレベル、すなわちＳＣＲ構造体が依然として安全に静電気を放電できる最高電圧は、図１Ａ及び１Ｂに示す状況におけるものよりも低くなり、ＳＣＲ構造体の保持電圧がより高くなる。他方、Ｌ２４が不変で保持され、他の全ての寸法が同じである一方、ｙ方向に沿ったＰ+領域１２４の上側エッジ１２４６の位置が、Ｎ+領域１２２の下側エッジ１２２８よりも低い場合（従って、Ｐ+領域１２４の下側エッジ１２４８もまた、図１Ａ及び１Ｂに示すものよりも低い位置にある場合）、ＳＣＲ構造体のＳＣＲ効果が増強され、ＳＣＲ構造体のトリガ電圧及び保持電圧両方が、図１Ａ及び１Ｂに示す状況におけるものよりも低くなる。
【００２３】
また、類似の相対位置決めが、Ｐウェル１０４におけるＰ+領域１４２及びＮ+領域１４４に適用される。しかしながら、Ｐウェル１０４における高濃度ドープ領域１４２及び１４４の位置は、Ｎウェル１０２における高濃度ドープ領域１２２及び１２４の位置の鏡像である必要はない。すなわち、Ｄ２２及びＤ４２は互いに異なり、Ｄ２４及びＤ４４は互いに異なることができる。
【００２４】
図１Ａに示すように、Ｎ+領域１２２、Ｐ+領域１２４、Ｐ+領域１４２、及びＮ+領域１４４は、ｙ方向に延びる細長形状を有する。しかしながら、本開示の他の実施形態によれば、高濃度ドープ領域１２２、１２４、１４２、及び１４４は、方形、又はｘ方向に延びる細長形状など、他の形状を有することができる。
【００２５】
本開示において、ｘ方向における領域の寸法は、当該領域の幅と呼ばれ、ｙ方向における領域の寸法は、当該領域の長さと呼ばれる。一部の実施形態において、Ｎ+領域１２２の幅Ｗ２２、Ｐ+領域１２４の幅Ｗ２４、Ｐ+領域１４２の幅Ｗ４２、及びＮ+領域１４４の幅Ｗ４４の各々は、約０．１μｍ〜約１０μｍとすることができる。これらの幅は、互いに同じであっても、又は異なっていてもよい。Ｎ+領域１２２の長さＬ２２、Ｐ+領域１２４の長さＬ２４、Ｐ+領域１４２の長さＬ４２、及びＮ+領域１４４の長さＬ４４の各々は、約１０μｍ〜約１００μｍとすることができる。これらの長さは、互いに同じであっても、又は異なっていてもよい。
【００２６】
図１Ａに示すように、Ｎ+領域１２２は界面１１０からの距離Ｄ２２に位置付けられ、Ｐ+領域１２４は界面１１０からの距離Ｄ２４に位置付けられ、Ｐ+領域１４２は界面１１０からの距離Ｄ４２に位置付けられ、及びＮ+領域１４４は界面１１０からの距離Ｄ４４に位置付けられる。一部の実施形態において、距離Ｄ２２、Ｄ２４、Ｄ４２及びＤ４４は、それぞれ、約４μｍ〜約１０μｍ、約４μｍ〜約８０μｍ、約４μｍ〜約１０μｍ、及び約４μｍ〜約８０μｍとすることができる。
【００２７】
図３は、本開示の実施形態によるＳＣＲ構造体１００の等価回路を示す。図３に示すように、ＳＣＲ構造体１００の等価回路は、ＮＰＮトランジスタ３０２、ＰＮＰトランジスタ３０４、Ｎウェル抵抗３０６、及びＰウェル抵抗３０８を含む。ＮＰＮトランジスタ３０２のベースは、ＰＮＰトランジスタ３０４のコレクタと接続される。ＰＮＰトランジスタ３０４のベースは、ＮＰＮトランジスタ３０２のコレクタと接続される。
【００２８】
図１Ａを再度参照すると、Ｎウェル１０２は、ＮＰＮトランジスタ３０２のコレクタとして機能し、Ｐウェル１０４は、ＮＰＮトランジスタ３０２のベースとして機能し、また、Ｐウェル１０４におけるＮ+領域１４４は、ＮＰＮトランジスタ３０２のエミッタとして機能する。Ｎウェル１０２におけるＮ+領域１２２は、ＮＰＮトランジスタ３０２のコレクタ用のオーミックコンタクト層として機能する。同様に、Ｎウェル１０２におけるＰウェル１０４、Ｎウェル１０２、及びＰ+領域１２４は、それぞれ、ＰＮＰトランジスタ３０４のコレクタ、ベース、及びエミッタとして機能する。加えて、Ｐウェル１０４におけるＰ+領域１２４は、ＰＮＰトランジスタ３０４のコレクタのオーミックコンタクト層として機能する。
【００２９】
ＳＣＲ構造体１００の特性は、主として、ＮＰＮトランジスタ３０２及びＰＮＰトランジスタ３０４の特性に依存する。本開示の実施形態によれば、長さＬ４４及び距離Ｄ４４を調整することにより、ＮＰＮトランジスタ３０２の特性に影響を及ぼすことができ、長さＬ２４及び距離Ｄ２４を調整することにより、ＰＮＰトランジスタ３０４の特性に影響を及ぼすことができる。ＮＰＮトランジスタ３０２及びＰＮＰトランジスタ３０４の特性を変えることにより、ＳＣＲ構造体１００の特性を変えることができる。例えば、距離Ｄ４４を増大させると、ＳＣＲ構造体１００の保持電圧を増大させることができる。長さＬ４４を変えることにより、ＮＰＮトランジスタ３０２のターンオン電圧に影響を及ぼし、その結果、ＳＣＲ構造体１００のトリガ電圧に影響を及ぼすことができる。ＳＣＲ構造体１００のｙ方向の全長、すなわち、ｙ方向におけるＮ+領域１２２の上側エッジ１２２６からＰ+領域１２４の下側エッジ１２４８までの距離もまた、ＳＣＲ構造体１００の特性に影響を及ぼすことができる。ＳＣＲ構造体１００の全長が増大すると、ＳＣＲ構造体１００の領域を流れる全電流も増大する。従って、ＥＳＤ電流は、大面積に拡がることができる。これに伴って、ＳＣＲ構造体１００は、より大電流及び高電圧を維持することができる。その結果、ＳＣＲ構造体１００のＥＳＤレベルが増大する。
【００３０】
本開示の実施形態によるレイアウトを適合させることにより、ＮＰＮトランジスタ３０２及びＰＮＰトランジスタ３０４の特性を個々に調整することができ、同時に、ＳＣＲ構造体１００の適切なトリガ電圧及び保持電圧を設定することができる。従って、ＳＣＲ構造体１００のＥＳＤ性能は、実装面積を増大させることなく設定することができる。
【００３１】
図１Ａは、本開示の実施形態による例示的なレイアウトを示している。他のレイアウトもまた、図１Ａのレイアウトと同様の利点をもたらすことができる。一部の実施形態において、高濃度ドープ領域１２２、１２４、１４２、及び１４４の何れか１又はそれ以上は、２つ又はそれ以上の別個のセグメントとして提供することができる。例えば、図４に示すＳＣＲ構造体４００において、Ｎウェル１０２におけるＮ+領域は、２つのセグメント１２２−１及び１２２−２を有し、Ｐウェル１０４におけるＰ+領域は、２つのセグメント１４２−１及び１４２−２を有する。２つのセグメント１２２−１及び１２２−２の全長は、図１の長さＬ２２よりも大きいとすることができる。同様に、２つのセグメント１４２−１及び１４２−２の全長は、図１の長さＬ４２よりも大きいとすることができる。
【００３２】
図４に示すように、Ｎウェル１０２における２つのセグメント１２２−１及び１２２−２の各々は、Ｐ+領域１２４に対してｘ方向及びｙ方向の両方に沿って交互に配置される。一部の実施形態において、Ｎウェル１０２における２つのセグメント１２２−１及び１２２−２の各々は、ｘ方向及びｙ方向の何れにおいてもＰ+領域１２４と重なり合わない。一部の実施形態において、セグメント１２２−１の下側エッジは、Ｐ+領域１２４の上側エッジと整列するようｙ方向に沿って位置付けることができ、セグメント１２２−２の上側エッジは、Ｐ+領域１２４の下側エッジと整列するようｙ方向に沿って位置付けることができる。Ｎ+領域セグメント１２２−１及び１２２−２とＰ+領域１２４の相対的配列は、図４に示すのと全く同じである必要はない。例えば、一部の実施形態において、ｘ方向に沿ったＰ+領域１２４の右側エッジの位置は、Ｎ+領域セグメント１２２−１及び１２２−２の左側エッジと整列することができる。別の実施例として、一部の実施形態において、ｙ方向に沿ったＰ+領域１２４の上側エッジの位置は、Ｎ+領域セグメント１２２−１の下側エッジよりも高いか又は低い位置にあるものとすることができ、ｙ方向に沿ったＰ+領域１２４の下側エッジの位置は、Ｎ+領域セグメント１２２−２の上側エッジよりも高いか又は低い位置にあるものとすることができる。同様の相対的位置付けはまた、Ｐウェル１０４におけるＮ＋領域１４４と２つのセグメント１４２−１及び１４２−２にも適用される。しかしながら、図１Ａに関する状況と同様に、Ｐウェル１０４におけるＰ+領域セグメント１４２−１及び１４２−２とＮ＋領域１４４の位置は、Ｎウェル１０２におけるＮ+領域セグメント１２２−１及び１２２−２とＰ+領域１２４の位置の鏡像である必要はない。
【００３３】
別の実施例として、図５に示すＳＣＲ構造体５００において、Ｎウェル１０２及びＰウェル１０４の両方における高濃度ドープ領域の全ては、複数のセグメントを有する。ＳＣＲ構造体５００における１つの高濃度ドープ領域のセグメントの全長は、ＳＣＲ構造体１００における対応する高濃度ドープ領域の長さよりも長いものとすることができる。従って、ＳＣＲ構造体５００は、複数のＳＣＲ構造体１００を統合したものとみなすことができ、すなわち、更に高いＥＳＤレベルを有し得る。
【００３４】
本開示の実施形態によれば、従来のレイアウトが２つのウェルのうちの１つにおける高濃度ドープ領域に対して導入され、レイアウト設計全体を簡素化すると同時に、本開示の有利な教示が得られるようにすることができる。例えば、図６に示すＳＣＲ構造体６００において、従来のレイアウトがＮウェル１０２における高濃度ドープ領域に導入され、すなわち、Ｎウェル１０２においてＮ+領域６２２及びＰ+領域６２４が互いに平行に形成され、ｙ方向に沿って完全に重なり合っている（すなわち、Ｎ+領域６２２の上側及び下側エッジが、それぞれＰ+領域６２４の上側及び下側エッジと整列している）。しかしながら、Ｐウェル１０４におけるＰ+領域及びＮ+領域は、本開示の実施形態に従って配列されている。
【００３５】
同様に、図７に示すＳＣＲ構造体７００において、Ｐウェル１０４における高濃度ドープ領域に従来のレイアウトが導入され、すなわち、Ｐ+領域７４２及びＮ+領域７４４が互いに平行に形成され、ｙ方向に沿って完全に重なり合っている。しかしながら、Ｎウェル１０２におけるＰ+領域及びＮ+領域は、本開示の実施形態に従って配列されている。
【００３６】
本開示の他の実施形態は、本明細書及び本明細書で開示される本発明の実施により当業者には明らかになるであろう。本明細書及び実施例は単なる例証とに過ぎず、本発明の真の範囲及び技術的思想は添付の請求項によって示されるものとする。
【符号の説明】
【００３７】
１００  ＳＣＲ構造体
１０２  Ｎウェル
１０４  Ｐウェル
１０６  基板
１１０  界面
１２２  Ｎ+領域
１２４  Ｐ+領域
１４２  Ｐ+領域
１４４  Ｎ+領域
【図１Ａ−１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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