发明名称 绝缘闸双极性电晶体抑制单一事件闩锁之结构及其方法
摘要 一种绝缘闸双极性电晶体抑制单一事件闩锁之结构及其制法,其主要是将P base(基极)(或N base)所形成浓度低的大电阻区域,变成为P+ plug(插塞)(或N+ plug)所形成的浓度高的小电阻区域,来降低绝缘闸双极性电晶体之侧向电阻值,使单一事件破坏中重离子撞击所产生的短暂电流源的电洞电流通过P+ plug(插塞)(或N+ plug)区域再经由emitter(射极)端释放出,此N+ emitter(射极)(或P+emitter)与P+ plug(插塞)(或N+ plug)所形成的小压降,将会大幅的降低此二极体的顺偏电压,以避免发生单一事件的闩锁现象,并提高抗辐射特性。
申请公布号 TWI227059 申请公布日期 2005.01.21
申请号 TW091137555 申请日期 2002.12.23
申请人 赖永龄 发明人 赖永龄;黄智彦
分类号 H01L29/739;H01L21/765;H01L21/328 主分类号 H01L29/739
代理机构 代理人 田国健 台中市西区忠明南路四九七号十七楼之二
主权项 1.一种绝缘闸双极性电晶体抑制单一事件闩锁之 结构,该绝缘闸双极性电晶体系为一N型通道者,其 主要系包括一N+ Emitter(射极)、一P-Base(基极)、一N- 漂移区域、一N+缓冲层与一P+基板等部分;其特征 在于: 该P- Base(基极)以离子布植之方式形成一P+ plug(插 塞)区域,使该P+ plug(插塞)区域右侧对齐N+ Emitter(射 极),而其下方对齐P-Base(基极),该P+ plug(插塞)区域 的左方则因应需求而侧向移动,俾以降低其侧向电 阻値。 2.一种绝缘闸双极性电晶体抑制单一事件闩锁之 结构,该绝缘闸双极性电晶体系为一P型通道者,其 主要系包括一P+ Emitter(射极)、一N Base(基极)、一P- 漂移区域、一P+缓冲层与一N+基板等部分;其特征 在于: 该N Base(基极)以离子布植之方式形成一N+ plug(插塞 )区域,使该N+ plug(插塞)区域右侧对齐P+ Emitter(射极 ),而其下方对齐N Base(基极),该N+ plug(插塞)区域的 左方则因应需求而侧向移动,俾以降低其侧向电阻 値。 3.依申请专利范围第1或第2项所述之绝缘闸双极性 电晶体抑制单一事件闩锁之结构,其中该绝缘闸双 极性电晶体闸极尺寸可为次微米、深次微米或奈 米。 4.一种抑制单一事件闩锁之N型通道绝缘闸双极性 电晶体的制程方法,其系包括下列步骤: (a)形成P+基板; (b)形成P+ well(井):即为P+ plug(插塞)区域; (c)形成P-well(井):即为P-base(基极)区域; (d)形成gate oxide(闸极氧化层); (e)形成poly gate(多晶矽闸极); (f)形成emitter(射极); (g)形成gate(闸极)上层的氧化层; (h)形成emitter metallization(射极金属化)。 5.依申请专利范围第4项所述之抑制单一事件闩锁 之N型通道绝缘闸双极性电晶体的制程方法,其中 该步骤(b)之处理程序进一步包括下列步骤: (b1)在N+ emitter(射极)下方的P+ plug(插塞)区域藉着离 子布植,将原本在N+ emitter(射极)下方,由P-Base(基极) 与P+ plug(插塞)所形成的一段浓度低的大电阻与一 段浓度高的小电阻区域,俾以降低其侧向电阻値, 使寄生闸流体不易被驱动; (b2)其P+ plug(插塞)右方的边界系与N+ emitter(射极)对 齐,俾以提高其抗辐射能力; (b3)其P+ plug(插塞)区域的深度,完全将P-Base(基极)所 形成浓度低的大电阻区域,全部变成为P+ plug(插塞) 所形成的浓度高的小电阻区域,俾以大幅的降低侧 向电阻。 6.一种抑制单一事件闩锁之P型通道绝缘闸双极性 电晶体的制程方法,其系包括下列步骤: (a)形成N+基板; (b)形成N+ well(井):即为N+ plug(插塞)区域; (c)形成N-well(井):即为N-base(基极)区域; (d)形成gate oxide(闸极氧化层); (e)形成poly gate(多晶矽闸极); (f)形成emitter(射极); (g)形成gate(闸极)上层的氧化层; (h)形成emitter metallization(射极金属化)。 7.依申请专利范围第6项所述之抑制单一事件闩锁 之P型通道绝缘闸双极性电晶体的制程方法,其中 该步骤(b)之处理程序进一步包括下列步骤: (b1)在P+ emitter(射极)下方的N+ plug(插塞)区域藉着离 子布植,将原本在P+ emitter(射极)下方,由N Base(基极) 与N+ plug(插塞)所形成的一段浓度低的大电阻与一 段浓度高的小电阻区域,俾以降低其侧向电阻値, 使寄生闸流体不易被驱动; (b2)其N+ plug(插塞)右方的边界系与P+ emitter(射极)对 齐,俾以提高其抗辐射能力; (b3)其N+ plug(插塞)区域的深度,完全将N base(基极)所 形成浓度低的大电阻区域,全部变成为N plug(插塞) 所形成的浓度高的小电阻区域,俾以大幅的降低侧 向电阻。 图式简单说明: 第1图系本发明之结构的剖视示意图 第2图系本发明之结构A及习用之结构B两种不同结 构的集极电流对集极电压的曲线(固定闸极电压为 2.9V) 第3图系本发明之结构以重离子(LET=0.4pC /m)撞击 集极偏压为250V时结构A的X=20m位置时电洞电流之 流向示意图,图中显示在此情况下没有看到元件有 闩锁电流的发生 第4图系本发明之结构以重离子(LET=0.4pC /m)撞击 集极偏压为310V时结构A的X=20m位置时电洞电流之 流向示意图,图中显示在此情况下可看到元件有闩 锁电流的发生,不过其需有较多的侧向电洞电流的 流通 第5图系重离子撞击在本发明之结构A的不同集极 偏压下的不同位置时之触发偏压値图示,以观察SEL 现象的敏感程度,于图中可发现SEL的触发偏压为270 V。而离子撞击在习知之结构B的不同集极偏压下 的不同位置,观察其对SEL现象的敏感程度,可发现 SEL的触发偏压为50V 第6图系本发明第二实例之结构的剖视示意图 第7图系习知绝缘闸双极性电晶体结构的剖视示意 图 第8图系习知之结构中以重离子(LET=0.4pC /m)撞击 集极偏压为250V时习知结构B的X=20m位置时电洞电 流之流向示意图,在此情况下可看到元件有闩锁电 流的发生
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