專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件如半導(dǎo)體集成電路(以下稱為“IC”)芯片，特別涉及 一種具有靜電擊穿保護能力的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
IC芯片等被封裝成將其輸入端子、輸出端子等露在外部。如果已經(jīng)經(jīng)過鍵合線和 凸起傳導(dǎo)的過電壓進一步經(jīng)過鍵合焊盤(以下稱為“焊盤”)傳導(dǎo)到內(nèi)部電路，則內(nèi)部電路 可能發(fā)生靜電擊穿。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在焊盤和內(nèi)部電路之間提供靜電保護器件。圖5是表示常規(guī)IC芯片中的靜電保護電路的例子的平面圖。在圖5中示出了 經(jīng) 過它從外部饋送信號或?qū)⑿盘栶佀偷酵獠康妮斎?輸出焊盤Pa ；內(nèi)部電路106 ；靜電保護 器件Qa ；將輸入/輸出焊盤Pa和內(nèi)部電路106連接在一起的信號導(dǎo)體Ra ；負極側(cè)供給導(dǎo)體 104，它連接到被輸送了負極側(cè)電源電壓(地電壓，等于0V)的負極側(cè)供給焊盤(未示出)； 和正極側(cè)供給導(dǎo)體105，它連接到被輸送了正極側(cè)電源電壓(例如，5V)的正極側(cè)供給焊盤 (未示出)。圖6是沿著圖5中所示的線A-A截取的示意剖面圖。在圖6中，金屬導(dǎo)電部件用 陰影表示。如圖6所示，這個IC芯片具有多導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)，該多導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)包括下列兩個金 屬導(dǎo)體層作為下層放置的第一金屬導(dǎo)體層(以下還簡稱為“第一層”)；和作為上層放置的 第二金屬導(dǎo)體層(以下還簡稱為“第二層”)。輸入/輸出焊盤Pa由形成在第一層中的金 屬膜121和形成在第二層中的金屬膜122構(gòu)成。金屬膜121和122至少經(jīng)過接觸孔140連 接在一起，其中所屬接觸孔140形成在設(shè)置在第一和第二層之間的絕緣膜130中。信號導(dǎo) 體Ra在一端連接到金屬膜122，在另一端連接到內(nèi)部電路106。通過離子注入和擴散，在硅襯底110的上部中，形成P型阱111和N型阱112 ；在P 型阱111的上部中，形成N型擴散層113和P型擴散層114 ；并且在N型阱112的上部中，形 成P型擴散層115和N型擴散層116。N型擴散層113和P型擴散層111之間的PN結(jié)形成 保護二極管117，并且P型擴散層115和N型阱112之間的PN結(jié)形成保護二極管118。這 些二極管117和118 —起形成靜電保護器件Qa。在具有形成在其中的上述P型阱111等的硅襯底110中，形成氧化硅的絕緣膜 150，同時留下以下部分電連接在一起；N型擴散層113和金屬膜121 ；P型擴散層114和負極 側(cè)供給導(dǎo)體104 ；N型擴散層116和正極側(cè)供給導(dǎo)體105 ；和P型擴散層115和金屬膜142。 金屬膜142經(jīng)接觸孔141電連接到信號導(dǎo)體Ra。金屬膜121、負極側(cè)供給導(dǎo)體104、正極側(cè)供給導(dǎo)體105、和金屬膜142形成在第一層中；金屬膜122和信號導(dǎo)體Ra形成在第二層中。通常，第二層比第一層厚，因此保持下列 關(guān)系(第二層的表面電阻)< (第一層的表面電阻)。順便提及，表面電阻表示單位給定 長度和給定寬度的導(dǎo)體的電阻。圖7表示圖6中所示的結(jié)構(gòu)的等效電路。當(dāng)正極過電壓經(jīng)過鍵合線(未示出)施 加于輸入/輸出焊盤Pa時，電流從輸入/輸出焊盤Pa經(jīng)過保護二極管118、正極側(cè)供給導(dǎo) 體105和正極側(cè)供給焊盤(未示出)流到Vrc供給側(cè)。另一方面，當(dāng)負極過電壓經(jīng)過鍵合線 (未示出)施加于輸入/輸出焊盤Pa時，電流從地經(jīng)過負極側(cè)供給焊盤(未示出)、負極側(cè) 供給導(dǎo)體104和保護二極管117流到輸入/輸出焊盤Pa中。通過這種方式，防止過電壓施 加于內(nèi)部電路106。當(dāng)電流流過保護二極管117或118時，穿過它的電壓降不保持恒定(例如，0. 7V)， 并與電流的大小無關(guān)，而是由于內(nèi)部電阻和其它因素而變化。因此，根據(jù)電流的大小，過電 壓可能達到內(nèi)部電路106。就是說，保護二極管117和118單獨不能提供足夠高水平的靜電 保護。由于這個原因，根據(jù)公知的方法，代替或與圖5-7所示的靜電保護器件Ra并列，提供 具有如圖8所示的等效電路的靜電保護器件Qb。如圖8所示，靜電保護器件Qb由P溝道(P型半導(dǎo)體)MOS晶體管(具有絕緣柵極 的場效應(yīng)晶體管)118a和N溝道(N型半導(dǎo)體)M0S晶體管117a構(gòu)成。輸入/輸出焊盤Pa 連接到MOS晶體管118a的源極和連接到MOS晶體管117a的漏極，并且經(jīng)過正極側(cè)供給導(dǎo) 體105向MOS晶體管118a的柵極和漏極饋送電源電壓Vrc，并且經(jīng)過負極側(cè)供給導(dǎo)體104向 MOS晶體管117a的柵極和源極饋送OV地電壓。輸入/輸出焊盤Pa和內(nèi)部電路106經(jīng)過信 號導(dǎo)體Rb連接在一起。在如上所述構(gòu)成的電路中，甚至在大浪涌電流的內(nèi)流情況下，由MOS晶體管117a 和118a的雙極作用(線性操作)產(chǎn)生的迅速返回特性使過電壓到達內(nèi)部電路106的可能 性變小。因此，與只取決于由保護二極管構(gòu)成的靜電保護器件的情況相比，這種電路可以提 供更高水平的靜電擊穿保護。這里存在一個問題。圖5所示的負極側(cè)和正極側(cè)供給導(dǎo)體104和105是通過使用 第一層形成的，并且設(shè)置在內(nèi)部電路106的周圍、在多個輸入/輸出焊盤(每個輸入/輸 出焊盤類似于輸入/輸出焊盤Pa)和內(nèi)部電路106之間，以便最終連接到供給焊盤(未示 出)。隨著近來增加復(fù)雜電路設(shè)計并因此增加更大IC芯片的趨勢，這些供給導(dǎo)體趨于太長， 從而它們的阻抗(電阻)不能忽略不計。這意味著以下內(nèi)容。即使在靜電保護器件按照理想方式工作，穿過供給導(dǎo)體的高 阻抗可能允許過電壓到達內(nèi)部電路106。這又存在另一個問題。與被設(shè)計成提供更高水平的靜電擊穿保護靜電保護器件Qb 一樣的靜電保護器件被稱為有源箝位器，其很多修改的類型都是公知的。但是，這些改型中 的任何一個都具有比由保護二極管構(gòu)成的靜電保護器件Qa更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。因此，形成有源 箝位器型靜電保護器件通常需要兩個(或更多個)金屬導(dǎo)體層。因而，如果有源箝位器建立在具有兩層結(jié)構(gòu)的IC芯片中，則不可能將信號導(dǎo)體Ra 放在靜電保護器件上方，如圖5所示。而且，固有地趨于防止施加于輸入/輸出焊盤的過電 壓到達內(nèi)部電路，靜電保護器件必須設(shè)置在靠近輸入/輸出焊盤的位置上。由于這些原因， 有源箝位器不能容易地建立在具有兩層結(jié)構(gòu)的IC芯片中。
如圖9所示，即使人們必須放置信號導(dǎo)體Rb從而在靜電保護器件Qb周圍產(chǎn)生迂 回路，以便不與其重疊，并且放置構(gòu)成靜電保護器件Qb的導(dǎo)體以便不使負極側(cè)或正極側(cè)供 給導(dǎo)體104或105短路。這里，信號導(dǎo)體Rb形成在第二層中，負極側(cè)和正極側(cè)供給導(dǎo)體104 和105形成在第一層中，如圖5所示。放置信號導(dǎo)體從而產(chǎn)生如圖9所示的迂回路，這增加了導(dǎo)體中的寄生電容，導(dǎo)致 傳導(dǎo)的信號中的延遲和其波形的增加的失真。而且，形成迂回路的導(dǎo)體的一部分占據(jù)額外 的面積，導(dǎo)致集成度降低。反過來說，當(dāng)給信號速度和集成度提供更高的優(yōu)先權(quán)時，可以很 好地避免使用有源箝位器，盡管這導(dǎo)致靜電擊穿保護的水平低(例如，低到如圖5-7所示的 結(jié)構(gòu)中的那樣)。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述常規(guī)遇到的問題，本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件 可以提供更高水平的靜電擊穿保護而不限制到內(nèi)部電路的導(dǎo)體的設(shè)置，本發(fā)明還提供一種 具有這種半導(dǎo)體器件的電子裝置。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，半導(dǎo)體器件設(shè)有饋送電源電壓的供給焊盤；電 連接到供給焊盤的供給導(dǎo)體；輸入/輸出焊盤，經(jīng)過該輸入/輸出焊盤從外部饋送信號或?qū)?信號饋送到外部；靜電保護器件，它電連接到輸入/輸出焊盤并經(jīng)過供給導(dǎo)體電連接到供 給焊盤；和經(jīng)過信號導(dǎo)體電連接到輸入/輸出焊盤的內(nèi)部電路。這里，靜電保護器件、輸入 /輸出焊盤和內(nèi)部電路按照這個順序從半導(dǎo)體器件的邊緣向其中心排列。利用這種結(jié)構(gòu)，靜電保護器件比輸入/輸出焊盤更靠近邊緣進行設(shè)置。因此，即 使在具有兩層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中，需要兩個金屬導(dǎo)體層的靜電保護器件也能很容易地建 立，因此可以很容易地實現(xiàn)更高水平的靜電擊穿保護。靜電保護器件的設(shè)置不以任何方式 限制將輸入/輸出焊盤和內(nèi)部電路連接在一起的信號導(dǎo)體的設(shè)置。因此，可以避免如增加 傳導(dǎo)信號的延遲和增加其波形的失真等不便。適當(dāng)?shù)那闆r下，供給導(dǎo)體設(shè)置成比輸入/輸出焊盤更靠近邊緣。利用這種結(jié)構(gòu)，可以不用考慮信號導(dǎo)體的設(shè)置而對供給導(dǎo)體進行設(shè)置。因此，可以 通過使用可獲得的所有金屬導(dǎo)體層中具有最小表面電阻的一個或通過使用它們當(dāng)中的多 于一個來形成供給導(dǎo)體，由此有助于實現(xiàn)更高水平的靜電擊穿保護。適當(dāng)?shù)兀雽?dǎo)體器件具有多導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)，包括η (其中η是大于或等于2的整數(shù)) 個金屬導(dǎo)體層，并且該供給導(dǎo)體是通過使用這些η個金屬導(dǎo)體層中的具有最小表面電阻的 至少一個來形成的。或者，該半導(dǎo)體器件具有多導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)，包括η (其中η是大于或等于2的整數(shù)) 個金屬導(dǎo)體層，并且供給導(dǎo)體是通過使用這些η個金屬導(dǎo)體層中除了最下側(cè)一個以外的任 何其它金屬導(dǎo)體層來形成的?；蛘?，該半導(dǎo)體器件具有多導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)，包括η (其中η是大于或等于2的整數(shù)) 個金屬導(dǎo)體層，并且供給導(dǎo)體是通過使用這些η個金屬導(dǎo)體層中的多于一個的金屬導(dǎo)體層 來形成的。例如，作為供給焊盤，可以提供向其饋送第一電源電壓的第一供給焊盤和向其饋 送不同于第一電源電壓的第二電源電壓的第二供給焊盤，并且作為供給導(dǎo)體，可以提供電連接到第一供給焊盤的第一供給導(dǎo)體和電連接到第二供給焊盤的第二供給導(dǎo)體。這里，第一電源電壓例如是負極側(cè)電源電壓(地電壓，等于0V)，第二電源電壓例 如是正極側(cè)電源電壓(例如，5V)。不用說，該電壓關(guān)系可以顛倒過來。適當(dāng)?shù)?，上述半?dǎo)體器件被安裝在電子裝置中。
圖1是實施本發(fā)明的IC芯片的整體平面圖；圖2是沿著圖1中所示的線B-B截取的剖面圖；圖3表示圖2中所示的結(jié)構(gòu)的等效電路；圖4是圖1中所示的結(jié)構(gòu)的修改例的剖面圖；圖5是表示常規(guī)IC芯片的一部分的平面圖；圖6是沿著圖5所示的線A-A截取的剖面圖；圖7表示圖6所示的結(jié)構(gòu)的等效電路；圖8表示常規(guī)靜電保護器件的等效電路的例子；圖9是表示另一常規(guī)IC芯片的一部分的平面圖；圖10是表示圖1所示的IC芯片的修改例的整體平面圖；和圖11是安裝了圖1或10所示的IC芯片的蜂窩電話的透視圖。
具體實施例方式下面將參照附圖介紹實施本發(fā)明的半導(dǎo)體器件。圖1是作為實施本發(fā)明的半導(dǎo)體 器件的IC芯片的整體平面圖。如圖1所示，IC芯片基本上是正方形的。IC芯片1包括連接到鍵合線(bonding) 或凸起(未示出)并給其輸送負極側(cè)電源電壓(地電壓，等于0V)的負極側(cè)供給焊盤2 ；連 接到鍵合線(未示出)并向其輸送正極側(cè)電源電壓(例如，5V)的正極側(cè)供給焊盤3 ；電連 接到負極側(cè)供給焊盤2并設(shè)置成包圍下述輸入/輸出焊盤PrPyPyPpPpPpP^PrPyPm Pn、P12、P13和P14以及下述內(nèi)部電路6的負極側(cè)供給導(dǎo)體4 ；電連接到正極側(cè)供給焊盤3并 設(shè)置成包圍輸入/輸出焊盤Pi、P2、……、和P14以及內(nèi)部電路6的正極側(cè)供給導(dǎo)體5 ；輸入 /輸出焊盤Pi、P2、……、和P14,每個輸入/輸出焊盤連接到鍵合線(未示出)并經(jīng)過每個 輸入/輸出焊盤從外部饋送信號或?qū)⑿盘栶佀偷酵獠?；?nèi)部電路6，該內(nèi)部電路6經(jīng)過用做 輸入焊盤的這些輸入/輸出焊盤(即經(jīng)過它們從外部饋送信號的輸入/輸出焊盤)接收信 號，然后經(jīng)過用做輸出焊盤的那些輸入/輸出焊盤(即，經(jīng)過它們向外部饋送信號的輸入/ 輸出焊盤)在那些輸入信號基礎(chǔ)上輸出信號；和靜電保護器件仏、Q2、……、QJ和Qd，它們 保護內(nèi)部電路6不經(jīng)受可能分別施加于輸入/輸出焊盤Pp P2、……、和P14的過電壓。在 圖1中，負極側(cè)供給導(dǎo)體4在表示為70的位置上被切斷；然而，還可以在位置70上將從圖 的頂部運行的負極側(cè)供給導(dǎo)體4的一部分與從圖的底部運行的其一部分連在一起。輸入/輸出焊盤P1經(jīng)過信號導(dǎo)體R1電連接到內(nèi)部電路6上。同樣，輸入/輸出焊 盤P2、P3、…、和P14經(jīng)過信號導(dǎo)體R2、R3、…、和R14 (圖1中省略了這些參考標(biāo)記)電連接 到內(nèi)部電路6。供給焊盤2和3還連接到內(nèi)部電路6，從而給其饋送電功率。當(dāng)在如圖1所示的平面圖觀看IC芯片1時，從IC芯片1的四邊Li、L2、L3和L4的任何一個向其中心(設(shè)置內(nèi)部電路6的位置)的方向看作是從IC芯片1的邊緣指向其 中心(即，從外向內(nèi))的方向?，F(xiàn)在，參照圖2，它是沿著圖1中的線B-B截取的剖面圖，介紹輸入/輸出焊盤P1 周圍的剖面結(jié)構(gòu)。在圖2中，金屬導(dǎo)電部件用陰影表示。盡管下面的說明只是關(guān)于所有輸 入/輸出焊盤P” P2、……、和P14中的輸入/輸出焊盤P1的結(jié)構(gòu)和其他特征的，但是應(yīng)該 理解該說明同樣也適用于其他輸入/輸出焊盤P2、P3、……、和P14。如圖2所示，IC芯片1具有多導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)(兩層結(jié)構(gòu))，包括以下兩個金屬導(dǎo)體層 作為下層設(shè)置的第一金屬導(dǎo)體層(“第一層”)；和作為上層設(shè)置的第二金屬導(dǎo)體層(“第 二層”)。這些金屬導(dǎo)體層由鋁形成，但是也可以由鋁以外的任何其它材料，例如銅或金來形 成。輸入/輸出焊盤Pl由形成在第一層中的金屬膜21和形成在第二層中的金屬膜22 構(gòu)成。信號導(dǎo)體Rl在一端連接到金屬膜22，并且在另一端連接到內(nèi)部電路6。通過離子注入和擴散，在硅襯底10的上部中，形成P型阱11和N型阱12 ；在P型 阱11的上部中，形成N型擴散層13 ；并且在N型阱12的上部中，形成P型擴散層15。N型 擴散層13和P型阱11之間的PN結(jié)形成保護二極管17，并且P型擴散層15和N型阱12之 間的PN結(jié)形成保護二極管18。這些二極管17和18 —起形成靜電保護器件Qp在具有形成在其中的上述P型阱11等的硅襯底10中，形成氧化硅的絕緣膜50， 同時留下以下部分電連接在一起；N型擴散層13和金屬膜21 ；P型擴散層15和金屬膜21。 P型阱11經(jīng)過未示出的部件電連接到負極側(cè)供給導(dǎo)體4，N型阱12經(jīng)過未示出的部件電連 接到正極側(cè)供給導(dǎo)體5。當(dāng)金屬膜21形成在第一層中時，金屬膜22、信號導(dǎo)體R1、負極側(cè)供給導(dǎo)體4和正 極側(cè)供給導(dǎo)體5都形成在第二層中。第二層比第一層厚，因此保持下列關(guān)系(第二層的表 面電阻)< (第一層的表面電阻)。圖3表示圖2所示的結(jié)構(gòu)的等效電路。當(dāng)正電壓經(jīng)過鍵合線(未示出)施加于輸 入/輸出焊盤P1時，電流從輸入/輸出焊盤P1經(jīng)過保護二極管18、正極側(cè)供給導(dǎo)體5和正 極側(cè)供給焊盤3流到Vrc電源一側(cè)。另一方面，當(dāng)負極過電壓經(jīng)過鍵合線(未示出)施加于 輸入/輸出焊盤？工時，電流從地經(jīng)過負極側(cè)供給焊盤2、負極側(cè)供給導(dǎo)體4和保護二極管17 流到輸入/輸出焊盤？工中。通過這種方式，可以防止過電壓施加于內(nèi)部電路6。從上面的說明可以理解到，靜電保護器件Q1比輸入/輸出焊盤P1更靠近邊緣設(shè) 置。同樣，靜電保護器件Q2、Q3、……和Q14分別比輸入/輸出焊盤p2、p3、……和P14更靠 近邊緣設(shè)置。換言之，靜電保護器件(靜電保護器件Q1等)、輸入/輸出焊盤(輸入/輸出 焊盤？工等)和內(nèi)部電路6按照順序從IC芯片1的邊緣向中心排列。而且，負極側(cè)和正極側(cè) 供給導(dǎo)體4和5比輸入/輸出焊盤(輸入輸出焊盤P1)更靠近邊緣設(shè)置，并且是通過使用 第二層的金屬導(dǎo)體層形成的。第二層的表面電阻低于(例如，是其一半)第一層即下層的 表面電阻。這樣，穿過供給導(dǎo)體(負極側(cè)和正極側(cè)供給導(dǎo)體4和5)的阻抗比供給導(dǎo)體104 和105由第一層形成的常規(guī)例子(例如，圖6等)中的阻抗小。這樣，IC芯片1接收比常 規(guī)例子中更高水平的靜電擊穿保護。而且，由于靜電保護器件Q1不設(shè)置在輸入/輸出焊盤 P1和內(nèi)部電路6之間，可以將信號導(dǎo)體Rl的長度減小到最小。這有助于使如穿過信號導(dǎo)體 傳導(dǎo)的信號延遲和其波形的失真等不便的情形最小化。
在這種情況下，代替或與靜電保護器件Q1并聯(lián)地，與靜電保護器件Qb (參見圖8) 一樣的靜電保護器件建立在IC芯片1中，更容易在下述區(qū)域中設(shè)置靜電保護器件Qb，在該 區(qū)域中靜電保護器件Q1比輸入/輸出焊盤P1更靠近中心設(shè)置。原因如下。類似于靜電保 護器件Qb的有源箝位器具有相對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因此形成它通常需要使用兩層金屬導(dǎo)體層。 當(dāng)靜電保護器件Qb形成得比輸入/輸出焊盤P1更靠近邊緣設(shè)置時，如上所述，不必考慮信 號導(dǎo)體R1的設(shè)置(即，可以在不考慮怎樣保證設(shè)置信號導(dǎo)體R1的空間的情況下對靜電保護 器件Qb進行設(shè)置；而只需要考慮負極側(cè)和正極側(cè)供給導(dǎo)體4和5)。反過來說，類似于靜電保護器件Qb的有源箝位器的設(shè)置不限制信號導(dǎo)體Rl的設(shè) 置，不必如圖9所那樣形成迂回路等。因此，可以避免傳導(dǎo)信號的延遲增加、其波形的失真 增加和集成度降低，這些缺陷都是由于這種迂回路等產(chǎn)生的。而且在建立類似于靜電保護器件Qb的有源箝位器的情況下，負極側(cè)和正極側(cè)供給 導(dǎo)體4和5通過使用第二層適當(dāng)?shù)匦纬?。IC芯片1可具有多導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)(三層結(jié)構(gòu))，包括下列三層金屬導(dǎo)體層作為最下 層設(shè)置的第一金屬導(dǎo)體層(“第一層”)、第二金屬導(dǎo)體層(“第二層”)和作為最高層設(shè)置 的第三金屬導(dǎo)體層(“第三層”)。在這種情況下，負極側(cè)和正極側(cè)供給導(dǎo)體4和5分別通 過使用第二和第三層適當(dāng)?shù)匦纬?。這有助于使每個負極側(cè)和正極側(cè)供給導(dǎo)體4和5的單位 給定面積上的阻抗小于它們通過單獨使用第二或第三層形成的情況，因此有助于實現(xiàn)更高 水平的靜電擊穿保護性能。具體地說，例如，如圖4所示，負極側(cè)供給導(dǎo)體4形成有在第三層中形成的金屬膜 60和形成在第二層中的金屬膜61，并且正極側(cè)供給導(dǎo)體5形成有在第三層中形成的金屬膜 62和在第二層中形成的金屬膜63。在圖4中，由陰影部分表示金屬導(dǎo)電部件。這里，金屬 膜60和61經(jīng)過接觸孔64電連接在一起，并且金屬膜62和63經(jīng)過接觸孔65電連接在一 起。圖4是只示出了設(shè)置負極側(cè)和正極側(cè)供給導(dǎo)體4和5的部分的剖面圖。這里，保持下 列關(guān)系(第三層的厚度)> (第二層的厚度)> (第一層的厚度)；和(第三層的表面電 阻)< (第二層的表面電阻)< (第一層的表面電阻)。利用三層結(jié)構(gòu)，即使在靜電保護器件比輸入/輸出焊盤更靠近中心設(shè)置時，如在 常規(guī)例子中那樣，可以建立類似于靜電保護器件Qb的有源箝位器。在這種情況下，當(dāng)然可 以通過使用第三層將輸入/輸出焊盤Pa和內(nèi)部電路106連接在一起，因此不產(chǎn)生如圖9所 示的迂回路，但是必須通過單獨使用第一層形成負極側(cè)和正極側(cè)供給導(dǎo)體4和5 (第三層不 能用于此目的，因為它用于形成信號導(dǎo)體)。相比之下，當(dāng)靜電保護器件(類似于靜電保護器件Qb或靜電保護器件Qb)比輸入 輸出焊盤P1更靠近邊緣設(shè)置時，負極側(cè)和正極側(cè)供給導(dǎo)體4和5比輸入/輸出焊盤P1更靠 近邊緣設(shè)置，則，如上所述，很容易通過使用第二和第三層兩層分別形成負極側(cè)和正極側(cè)供 給導(dǎo)體4和5。在本實施例，靜電保護器件Q1等比輸入/輸出焊盤P1更靠近邊緣設(shè)置，因此在從 輸入/輸出焊盤P1到內(nèi)部電路6的導(dǎo)體中沒有提供靜電保護器件Q1等。這種設(shè)置本身不 會導(dǎo)致較低水平的靜電擊穿保護，因為經(jīng)過輸入/輸出焊盤P1流進或流出的過電壓感應(yīng)電 流遵循受歐姆定律，流過具有低阻抗的任何部件。上述說明可以用很多方式進行修改。例如，盡管這里給出的說明是關(guān)于具有兩或三層結(jié)構(gòu)的IC芯片的，但是本發(fā)明在具有多導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)中得到了更廣泛的應(yīng)用，其中所述 多導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)包括η(其中η是等于或大于2的整數(shù))個金屬導(dǎo)體層。而且利用四個或更 多個層，設(shè)置得越遠(距離硅襯底10較遠)的金屬導(dǎo)體層，其形成得越厚，從而滿足以下 關(guān)系(第η層的表面電阻)< (第(η-1)層的表面電阻)<-< (第二層的表面電阻) < (第一層的表面電阻)。供給導(dǎo)體(負極側(cè)和正極側(cè)供給導(dǎo)體4和5)可以通過使用具有最低表面電阻的 金屬導(dǎo)體層(具體地說，第η層，即最上層)來形成，或者可以形成為包括具有最低表面電 阻的金屬導(dǎo)體層?；蛘?，供給導(dǎo)體可以通過使用所有金屬導(dǎo)體層中除了第一層即最低層以 外的任何其它層(具體地說，第二、第三、…或第η層)來形成?；蛘?，供給導(dǎo)體可以通過 使用選自例如不包括第η層和最低層中的那些導(dǎo)體層的金屬導(dǎo)體層的m層(其中m是等于 或大于2的整數(shù)，并滿足η彡m)來形成。在上述實施例中，負極側(cè)和正極側(cè)導(dǎo)體層4和5可以設(shè)置成倒置布局(例如，在圖 1中，正極側(cè)供給導(dǎo)體可以比負極側(cè)供給導(dǎo)體更靠近邊緣設(shè)置)。盡管上述實施例是關(guān)于包 括一對負極側(cè)和正極側(cè)供給導(dǎo)體的情況，但是本發(fā)明可以適用于包括兩個或更多個這種對 的多個供給、多個地(multiple-ground)半導(dǎo)體器件。如在IC芯片1中設(shè)置的具體描述的靜電保護器件QpQ2、…和Q14和Qb(參見圖3 和8)只是本發(fā)明可適用的靜電保護器件的例子；就是說，本發(fā)明還可以適用于任何其它靜 電保護器件。在如圖1所示的例子中，負極側(cè)和正極側(cè)供給導(dǎo)體4和5在正方形的IC芯片1的 四個角上基本上以直角彎曲。就是說，在四個角中，負極側(cè)和正極側(cè)供給導(dǎo)體4和5的中心 線大致彎曲90度。以這種銳角彎曲供給導(dǎo)體可以適當(dāng)?shù)赜绊懰鼈兊淖杩?。為此，為了減小供給導(dǎo)體的阻抗，供給導(dǎo)體的拐角部分可以被切掉。圖10表示作 為如圖ι所示IC芯片1的修改例子的IC芯片la，其中切掉了供給導(dǎo)體的拐角部分。在圖 10中，如在圖1中也發(fā)現(xiàn)的這些部分用公共參考標(biāo)記和符號區(qū)別，并且將不進行重復(fù)說明。 圖10中所示的IC芯片Ia不同于圖1所示的IC芯片1的地方在于，圖1所示的供給導(dǎo)體 4和5分別用供給導(dǎo)體4a和5a代替；在所有其他方面，兩個IC芯片是相同的。與圖1所示的IC芯片1相同，IC芯片Ia基本上是正方形。然而，在其正方形的 所有四個拐角部分G1、G2、G3和G4中，供給導(dǎo)體4a和5a的拐角部分被切掉了。負極側(cè)供給導(dǎo)體4a電連接到負極側(cè)供給焊盤2，并設(shè)置成包圍輸入/輸出焊盤Pp P2、…和P14和內(nèi)部電路6。除了供給導(dǎo)體4a的拐角部分G1-G4被切掉之外，它與圖1所示 的負極側(cè)供給導(dǎo)體4相同。正極側(cè)供給導(dǎo)體5a電連接到正極側(cè)供給焊盤3，并設(shè)置成包圍 輸入/輸出焊盤Pi、P2、…和P14和內(nèi)部電路6。除了供給導(dǎo)體5a的拐角部分G1-G4被切 掉之外，它與圖1所示的負極側(cè)供給導(dǎo)體5相同。在拐角G1-G4中，供給導(dǎo)體4a的中心線(未示出)以小于90度的角度彎曲。例 如，在每個拐角，供給導(dǎo)體4a(即其中心線)以45度在相同方向彎曲兩次，從而最終使電流 方向轉(zhuǎn)變90度。同樣，在拐角G1-G4，供給導(dǎo)體5a的中心線(未示出)以小于90度的角度 彎曲。例如，在每個拐角，供給導(dǎo)體5a(即，其中心線)以45度角在相同方向彎曲兩次，從 而最終使電流方向轉(zhuǎn)變90度。優(yōu)選地，假設(shè)供給導(dǎo)體4a的寬度是W，拐角G1-G4的切口的寬度在1. 5W_2. Off范圍內(nèi)(更優(yōu)選地，為1.8W)，如圖10所示。對供給導(dǎo)體5a也采用同樣的方式。作為如圖10 所示的形狀的修改形狀，供給導(dǎo)體4a和5a可形成為使得它們的中心線在拐角Gl和G4處
呈弧形。 本發(fā)明適合于應(yīng)用在半導(dǎo)體器件如以柵極陣列為代表的IC芯片中。本發(fā)明適合 于應(yīng)用在處理比較高電流的IC芯片中，如電源IC和控制馬達驅(qū)動的IC(馬達驅(qū)動器)以及 適合于應(yīng)用在使用這些IC的電子裝置中。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件適合于用在各種電子 裝置中，例如，移動通信設(shè)備，如蜂窩電話和微型蜂窩電話(如在個人手機系統(tǒng)中使用的， 在日本簡稱為PHS)和以個人計算機為代表的信息處理設(shè)備。這種電子裝置的操作可以用 根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件來控制。圖11是作為安裝了 IC芯片1或Ia的電子裝置的例子 的蜂窩電話80的透視圖。蜂窩電話80安裝了利用IC芯片1或Ia建立的處理器等(未示 出)，并且該處理器控制蜂窩電話80的各種功能。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體器件，包括饋送了電源電壓的供給焊盤；電連接到所述供給焊盤的供給導(dǎo)體；輸入/輸出焊盤，經(jīng)過該輸入/輸出焊盤從外部饋送信號或?qū)⑿盘栶佀偷酵獠浚混o電保護器件，它電連接到所述輸入/輸出焊盤并經(jīng)過所述供給導(dǎo)體電連接到所述供給焊盤；和經(jīng)過信號導(dǎo)體電連接到所述輸入/輸出焊盤的內(nèi)部電路，其中，供給導(dǎo)體具有四個拐角，被布置為圍繞輸入/輸出焊盤和內(nèi)部電路，并且在四個拐角處以小于90度的角度彎曲；和輸入/輸出焊盤通過在輸入/輸出焊盤下方提供的金屬膜連接到靜電保護器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述供給焊盤包括被饋送第一電源電壓的第一供給焊盤和被饋送不同于第一電源電 壓的第二電源電壓的第二供給焊盤，所述供給導(dǎo)體包括電連接到所述第一供給焊盤的第一供給導(dǎo)體和電連接到所述第二 供給焊盤的第二供給導(dǎo)體，靜電保護器件經(jīng)過所述第一供給導(dǎo)體電連接到所述第一供給焊盤，并且還經(jīng)過所述第 二供給導(dǎo)體電連接到所述第二供給焊盤，和第一供給導(dǎo)體和第二供給導(dǎo)體中的至少一個具有四個拐角，被布置為圍繞輸入/輸出 焊盤和內(nèi)部電路，并且在四個拐角處以小于90度的角度彎曲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，供給導(dǎo)體具有在四個拐角處被切割的拐角部分，和當(dāng)供給導(dǎo)體的寬度為W時，拐角處切口的寬度在1. 5W到2. OW范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，第一供給導(dǎo)體和第二供給導(dǎo)體中具有四個拐角的至少一個供給導(dǎo)體具有在四個拐角 處被切割的拐角部分，和當(dāng)?shù)谝还┙o導(dǎo)體或第二供給導(dǎo)體的寬度為W時，四個拐角處切口的寬度在1. 5W到2. Off 范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中， 靜電保護器件包括第一保護二極管，具有連接到第一供給導(dǎo)體的負極；和第二保護二極管，具有連接到第二供給導(dǎo)體的正極，并且第一保護二極管的正極和第二保護二極管的負極連接到輸入/輸出焊盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，還包括 硅襯底；P型阱和N型阱，形成在硅襯底的上部； η個金屬導(dǎo)體層；N型擴散層，形成在P型阱的上部并且連接到η個金屬導(dǎo)體層中的最下層；以及 P型擴散層，形成在N型阱的上部并且連接到η個金屬導(dǎo)體層中的最下層，其中，第一保護二極管由P型擴散層與N型阱之間的PN結(jié)形成，第二保護二極管由N型擴散 層與P型阱之間的PN結(jié)形成，和 η是大于或等于2的整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述靜電保護器件、所述輸入/輸出焊盤和所述內(nèi)部電路按從半導(dǎo)體器件的邊緣向中 心的順序排列。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述半導(dǎo)體器件具有包括η個金屬導(dǎo)體層的多導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)，所述供給導(dǎo)體是通過使用這η個金屬導(dǎo)體層中具有最小的表面電阻值的至少一個金 屬導(dǎo)體層來形成的，和η是大于或等于2的整數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述半導(dǎo)體器件具有包括η個金屬導(dǎo)體層的多導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)，所述第一供給導(dǎo)體和第二供給導(dǎo)體是通過使用這η個金屬導(dǎo)體層中具有最小的表面 電阻值的至少一個金屬導(dǎo)體層來形成的，和 η是大于或等于2的整數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述半導(dǎo)體器件具有包括η個金屬導(dǎo)體層的多導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)，所述供給導(dǎo)體是通過使用這η個金屬導(dǎo)體層中除了最下層以外的任何金屬導(dǎo)體層形 成的，和η是大于或等于2的整數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述半導(dǎo)體器件具有包括η個金屬導(dǎo)體層的多導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)，所述第一供給導(dǎo)體和第二供給導(dǎo)體是通過使用這η個金屬導(dǎo)體層中除了最下層以外 的任何金屬導(dǎo)體層形成的，和 η是大于或等于2的整數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述半導(dǎo)體器件具有包括η個金屬導(dǎo)體層的多導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)，所述供給導(dǎo)體是通過使用這η個金屬導(dǎo)體層中的多于一個的金屬導(dǎo)體層形成的，和η是大于或等于2的整數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述半導(dǎo)體器件具有包括η個金屬導(dǎo)體層的多導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)，所述第一供給導(dǎo)體和第二供給導(dǎo)體是通過使用這η個金屬導(dǎo)體層中的多于一個的金 屬導(dǎo)體層形成的，和η是大于或等于2的整數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述供給導(dǎo)體、所述輸入/輸出焊盤以及所述信號導(dǎo)體是通過使用所述η個金屬導(dǎo)體 層中的同一個金屬導(dǎo)體層來形成的。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一供電導(dǎo)體和第二供電導(dǎo)體、所述輸入/輸出焊盤以及所述信號導(dǎo)體是通過使 用所述η個金屬導(dǎo)體層中的同一個金屬導(dǎo)體層來形成的。
16.一種包括半導(dǎo)體器件的電子裝置，其中， 所述半導(dǎo)體器件包括饋送了電源電壓的供給焊盤； 電連接到所述供給焊盤的供給導(dǎo)體；輸入/輸出焊盤，經(jīng)過所述輸入/輸出焊盤從外部饋送信號或?qū)⑿盘栶佀偷酵獠浚?靜電保護器件，它電連接到所述輸入/輸出焊盤并經(jīng)過所述供給導(dǎo)體電連接到所述供 給焊盤；和經(jīng)過信號導(dǎo)體電連接到所述輸入/輸出焊盤的內(nèi)部電路， 其中，供給導(dǎo)體具有四個拐角，被布置為圍繞輸入/輸出焊盤和內(nèi)部電路，并且在四個拐角 處以小于90度的角度彎曲；和輸入/輸出焊盤通過在輸入/輸出焊盤下方提供的金屬膜連接到靜電保護器件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子裝置，其中，所述供給焊盤包括被饋送第一電源電壓的第一供給焊盤和被饋送不同于第一電源電 壓的第二電源電壓的第二供給焊盤，所述供給導(dǎo)體包括電連接到所述第一供給焊盤的第一供給導(dǎo)體和電連接到所述第二 供給焊盤的第二供給導(dǎo)體，靜電保護器件經(jīng)過所述第一供給導(dǎo)體電連接到所述第一供給焊盤，并且還經(jīng)過所述第 二供給導(dǎo)體電連接到所述第二供給焊盤，和第一供給導(dǎo)體和第二供給導(dǎo)體中的至少一個具有四個拐角，被布置為圍繞輸入/輸出 焊盤和內(nèi)部電路，并且在四個拐角處以小于90度的角度彎曲。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件具有饋送電源電壓的供給焊盤；電連接到供給焊盤的供給導(dǎo)體；輸入/輸出焊盤，經(jīng)過該輸入/輸出焊盤從外部饋送信號或?qū)⑿盘栶佀偷酵獠?；靜電保護器件，它電連接到輸入/輸出焊盤并經(jīng)過供給導(dǎo)體電連接到供給焊盤；和經(jīng)過信號導(dǎo)體電連接到輸入/輸出焊盤的內(nèi)部電路。靜電保護器件、輸入/輸出焊盤和內(nèi)部電路按順序從半導(dǎo)體器件的邊緣向其中心排列。
文檔編號H01L27/02GK101950744SQ201010501559
公開日2011年1月19日 申請日期2005年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月2日
發(fā)明者平田茂 申請人:羅姆股份有限公司