[发明专利]半导体设备及其构造方法

说明书

公开了一种半导体设备及其构造方法。在一些示例中，该半导体设备包括第一电源节点、输入‑输出节点以及位于第一电源节点与输入‑输出节点之间的第二电源节点。该半导体设备还包括保护元件，该保护元件被配置成阻挡第一电源节点与输入‑输出节点之间的载流子的寄生流，其中，载流子的寄生流基于第二电源节点的电压电平。

技术领域

本公开涉及半导体设备。

背景技术

在静电放电事件期间，半导体设备可能在供电轨或者输入-输出节点处经历电流脉冲。电流脉冲可能通过半导体设备中的双极结构而不是通过主静电放电(ESD)放电路径而引起载流子(例如电子和/或空穴)的寄生流。通过双极结构的寄生流可能导致半导体设备损坏。

发明内容

本公开描述用于抑制或者阻挡通过半导体设备的双极结构的寄生流的技术。寄生流可能由例如静电放电(ESD)事件期间在电源节点或者输入-输出节点处的电流脉冲引起。电流脉冲可能引起通过双极结构的寄生流。为了防止寄生流，半导体设备可以包括与寄生流串联电连接的保护元件。例如，保护元件可以被配置成通过在与双极结构允许的载流子的流相反的方向上允许载流子的流来阻挡寄生流。

在一些示例中，一种设备包括第一电源节点、输入-输出节点以及位于第一电源节点与输入-输出节点之间的第二电源节点。该设备还包括保护元件，该保护元件被配置成阻挡第一电源节点与输入-输出节点之间的载流子的寄生流，其中，载流子的寄生流基于第二电源节点的电压电平。

在一些示例中，一种方法包括：形成p型衬底，在p型衬底上形成p阱，以及在p型衬底上形成与p阱相邻的n阱。该方法还包括在n阱上形成第一电源节点，其中，形成第一电源节点包括在n阱上形成p型材料。该方法还包括在p阱上形成第二电源节点，其中，形成第二电源节点包括在p阱上形成p型材料。该方法包括在p阱上形成输入-输出节点，其中，形成输入-输出节点包括在p阱上形成n型材料。

在附图和下面的描述中阐述了一个或更多个示例的细节。本公开的其他特征、目标、以及优点从说明书和附图以及权利要求书将变得明显。

附图说明

图1是示出根据本公开的一些示例的设备的概念框图，该设备包括被配置成阻挡电源节点与输入-输出节点之间的寄生流的保护元件；

图2A至图2C示出了根据本公开的一些示例的、具有在输入-输出节点与一个或更多个电源节点之间的寄生流的半导体设备；

图2D是示出了根据本公开的一些示例的、从输入-输出节点至电源节点的寄生流的电路图；

图3A示出了根据本公开的一些示例的、包括被配置成阻挡寄生流的p-n二极管的半导体设备；

图3B是示出根据本公开的一些示例的、被配置成阻挡从输入-输出节点至电源节点的寄生流的p-n二极管的电路图；

图4A示出了根据本公开的一些示例的、具有保护元件和不具有保护元件的测试设备的传输线脉冲轨迹；

图4B示出了根据本公开的一些示例的、包括被配置成阻挡输入-输出节点与电源节点之间的寄生流的p-n二极管的半导体设备；

图5是示出根据本公开的一些示例的、被配置成阻挡从输入-输出节点到电源节点的寄生流的金属氧化物半导体晶体管的电路图；

图6A示出了根据本公开的一些示例的、在输入-输出节点与电源节点之间具有寄生流的半导体设备；

图6B是示出根据本公开的一些示例的、从电源节点至输入-输出节点的寄生流的电路图；

图7是示出根据本公开的一些示例的、被配置成阻挡从电源节点至输入-输出节点的寄生流的p-n二极管的电路图；