[发明专利]半导体装置

说明书

本发明提供一种半导体装置，其包括衬底、静电放电保护元件、电阻元件以及第一金属层。衬底定义有衬垫区域且具有第一区以及第二区，其中第一区具有凹口，第二区配置在凹口中，且衬垫区域与第一区及第二区部分重叠。静电放电保护元件位于衬底的第一区。电阻元件配置在衬底的第二区。第一金属层设置在静电放电保护元件与电阻元件上方，且电性连接至静电放电保护元件与电阻元件。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，尤其涉及一种具有静电放电保护元件与电阻元件的半导体装置。

背景技术

静电放电(Electrostatic Discharge，简称ESD)防护元件在半导体领域已广泛使用。理想的静电放电防护元件必须具有高电流承受上限、小布局面积、高开启速度以及适当的安全操作范围(Safe Operating Area)等特性，以确保静电放电防护元件能在面积资源有限的前提下提供良好的瞬间电流承受能力。

并且，现有技术将栅极电阻器的导线拉至晶体管区域的外部，由于电阻器的导线过于细长，容易导致导线过热甚至烧毁。另一方面，由于栅极电阻器的导线布局在晶体管区域的外部，也会使得整体布局面积变大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种半导体装置，可利用现有的制程，在衬垫区域制作出具有高的电流承受度、小布局面积的静电放电保护元件。

本发明提供一种半导体装置，包括衬底、静电放电保护元件、电阻元件与第一金属层。衬底定义有衬垫区域且具有第一区与第二区，其中第一区具有凹口，第二区至少部分配置在凹口中，且衬垫区域与第一区及第二区部分重叠。静电放电保护元件位于衬底的第一区。电阻元件配置在衬底的第二区。第一金属层设置在静电放电保护元件与电阻元件上方，且电性连接至静电放电保护元件与电阻元件。

在本发明的一实施例中，上述半导体装置还包括绝缘层，配置在静电放电保护元件与电阻元件上方，第一接触部、第二接触部及第三接触部配置在绝缘层中。

在本发明的一实施例中，上述静电放电保护元件为具凹口的环状，第一接触部呈连续环状且位于环状的内侧。

在本发明的一实施例中，上述静电放电保护元件为具凹口的环状，且第三接触部呈C型且位于环状的外侧。

在本发明的一实施例中，上述第一金属层通过第一接触部连接静电放电保护元件，第一金属层通过第二接触部连接电阻元件，且第二金属层通过第三接触部连接静电放电保护元件。

在本发明的一实施例中，上述静电放电保护元件包括多个第一掺杂层与多个第二掺杂层。多个第一掺杂层具有第一导电型且配置在衬底上。多个第二掺杂层具有第二导电型且配置在衬底上，第二导电型与第一导电型相反。第一掺杂层以及第二掺杂层交替配置。

在本发明的一实施例中，上述电阻元件包括第三掺杂层，其具有第一导电型且配置在衬底上。

在本发明的一实施例中，上述第一金属层通过第二接触部与第三掺杂层电性连接，且第三金属层通过第四接触部与第三掺杂层电性连接。

在本发明的一实施例中，上述第三掺杂层包括第一端部、第二端部与连接部。第一端部配置在靠近第一区。第二端部配置在远离第一区。连接部连接第一端部与第二端部。第一端部与第二端部的延伸方向与连接部的延伸方向不同。

在本发明的一实施例中，上述第一金属层通过第二接触部与第三掺杂层的第一端部电性连接，且第三金属层通过第四接触部与第三掺杂层的第二端部电性连接。

基在上述，本发明将电阻元件配置在静电放电保护元件的凹口内，可有效缩小布局面积，并利用N型掺杂和P型掺杂来调整电阻元件的电阻值，使电阻元件的接触部面积足够，避免电阻元件因瞬间过大电流而烧毁。此外，本发明的静电放电保护元件具凹口结构，可增加齐纳二极管中PN接面的面积，有效增加静电放电保护元件的电流承受上限。