CN118922941A - 尺寸有效地减轻闩锁和闩锁传播 - Google Patents

Abstract

一组晶体管元件包括第一掺杂类型的衬底以及均为第二掺杂类型且均形成在衬底上的第一阱和第二阱。该组晶体管元件还包括第一互补晶体管单元和第二互补晶体管单元。该组晶体管元件还包括在第一阱和第二阱之间的第一掺杂类型的反传播区域。

Description

尺寸有效地减轻闩锁和闩锁传播

背景技术

本发明涉及半导体结构，并且更具体地，涉及防止和减轻半导体结构中的闩锁。

半导体结构(例如互补金属氧化物半导体单元)通常在电子装置(例如处理器芯片)内串联制造。典型的金属氧化物半导体器件包括掺杂有电子供体或电子受体元素的硅区域，以使硅具有电活性。这些半导体通常包括掺杂有相同类型的掺杂元素的两个区域，所述两个区域被掺杂有相反掺杂元素的区域包围。

半导体器件通常与互补半导体器件(即，具有掺杂有相反元素的区域的器件)配对以形成互补半导体单元。然后，这些单元可以在电子设备内成系列地被图案化。器件中的单元的数量可以基于器件的设计而显著变化，但是通常一系列内的单元被紧密地图案化在一起，以便节省整体器件空间(例如，以减小包含单元的芯片的整体尺寸)。

然而，图案化半导体单元靠近在一起可能导致第一单元的导体与附近单元的互补导体相互作用，从而产生非预期的连接。这种连接的一种类型被称为闩锁。当在半导体单元的掺杂区域之间的电源电压(即，VDD)源和地源之间形成低阻抗路径时，可能发生闩锁。当电流的载流子(通常称为电子和空穴)从连接到这些载流子的电源的区域迁移(例如，泄漏)到相邻区域中并通过这些区域嵌入其中的阱和衬底时，可以形成这种路径。

一旦在单个电池内发生闩锁，它就可以传播到附近的电池，随着时间的推移，这可能破坏大量电池的功能，并且可能由于过电流而导致不可逆的损坏。

存在一些设计元件以解决闩锁易感性并防止闩锁一旦发生就传播。然而，这些解决方案占用了半导体图案中的空间，因此可能不利地增加电子器件的整体尺寸。因此，这些解决方案的益处通常与增加装置尺寸和其他空间考虑的成本相权衡。由于这个原因，不太容易受到闩锁和闩锁传播影响同时空间效率更高的设计将是有益的。

发明内容

本公开内容的一些实施方式可以被示出为包括第一掺杂类型的衬底的一组晶体管元件。该组晶体管元件还包括形成在衬底上的第二掺杂类型的第一阱。该组晶体管元件还包括形成在衬底上的第二掺杂类型的第二阱。该组晶体管元件还包括与第一阱和第二阱平行并相交的第一平面。该组晶体管元件还包括平行于第一阱和第二阱但不与第一阱或第二阱相交的第二平面。该组晶体管元件还包括与第一平面相交的第一互补晶体管单元和与第一平面相交的第二互补晶体管单元。该组晶体管元件还包括与第一阱和第二阱之间的第一平面相交的第一掺杂类型的反传播区域。

本公开内容的一些实施例还可以被示出为上述一组晶体管元件，但是还包括与第一互补晶体管单元和反传播区域之间的第一平面相交的抽头单元。

本公开的一些实施例还可以被示出为上述一组晶体管元件，但是还包括第一掺杂类型的第一少数集电极区域，其形成在第一阱上并且与第一互补晶体管单元和反传播区域之间的第一平面相交。

本公开的一些实施例还可以被示出为上述一组晶体管元件，但是还包括形成在反传播区域中的第二掺杂类型的少数集电极。

本公开内容的一些实施方式还可以被示出为上述一组晶体管元件，但是还包括位于衬底上并且与第一阱和第二阱之间的第二平面相交的钳位触点。

本公开内容的一些实施方式还可以被示出为上述一组晶体管元件，但是还包括形成在衬底上并且与第二平面相交的第二掺杂类型的第二反传播区域。

本公开内容的一些实施方式还可以被示出为包括第一掺杂类型的衬底的一组晶体管元件。该组晶体管元件还包括形成在衬底上的第二掺杂类型的阱。该组晶体管元件还包括平行于阱并与阱相交的第一平面。该组晶体管元件还包括平行于阱但不与阱相交的第二平面。该组晶体管元件还包括与第一平面相交的第一互补晶体管单元和与第一平面相交的第二互补晶体管单元。该组晶体管元件还包括形成在第一互补晶体管单元和第二互补晶体管单元之间的少数集电极区域。

本公开的一些实施例还可以被示出为上述一组晶体管元件，但是还包括与第一互补晶体管单元和少数集电极区域之间的第一平面相交的抽头单元。

本公开内容的一些实施例还可以被示出为上述一组晶体管元件，但是还包括与第二互补晶体管单元和少数集电极区域之间的第一平面相交的第二抽头单元。

本公开的一些实施例还可以被示出为上述一组晶体管元件，但是还包括形成在衬底上的第二掺杂类型的第二阱、第一掺杂类型的反传播区域。在这些实施例中，反传播区域与阱和第二阱之间的第一平面相交，并且少数集电极区域可以是第二掺杂类型并且可以形成在反传播区域上。

本公开的一些实施例还可以被示出为上述一组晶体管元件，其规格是少数集电极区域形成在衬底上并与第二平面相交。

本公开内容的一些实施方式还可以被示出为上述一组晶体管元件，但是还包括形成在衬底上并且与第二平面相交的第二掺杂类型的反传播区域。

附图说明

图1A示出了包括反传播区域和两个抽头单元的一组晶体管元件的示例实施例的示意图。

为了清楚起见，图1B示出了图1A的一组晶体管元件的横截面。

图2A示出了包括两个抽头单元和一组少数集电极的一组晶体管元件的示例实施例的示意图。

为了清楚起见，图2B示出了图2A的该组晶体管元件的横截面。

图3示出了包括形成在反传播区域内的少数集电极区域的一组晶体管元件的示例性实施例的示意图。

图4A示出了包括两个反传播区域的一组晶体管元件的示例性实施例的示意图。

为了清楚起见，图4B示出了图4A的该组晶体管元件的截面图。

图5示出了一组晶体管元件，其中已经结合了多个少数集电极区域而没有反传播区域。

具体实施方式

电子装置通常包含在衬底上一起图案化以形成逻辑电路的半导体装置，例如互补半导体单元。这些半导体器件通常由掺杂有电子受体元素(例如，硼、铝、镓)或电子供体元素(例如，磷、砷、锑)的硅构成。

例如，掺杂有电子受体的硅区域(也称为p掺杂区域)可以通过可以未掺杂或掺杂有电子施主的硅区域(也称为n掺杂区域)与第二个这样的p掺杂区域分开。p掺杂区域中的一个(也称为“源极区域”)可以连接到空穴源极(例如，VDD)，并且第二p掺杂区域(也称为“漏极区域”或“输出区域”)可以连接到输出。如果n掺杂区域被激活(例如，通过相邻的金属栅极)，则空穴可以从电压源流过第一p掺杂区域、流过n掺杂区域、流过第二p掺杂区域并流到输出端。

在许多电路设计中，上述半导体器件可以与互补半导体器件配对，其中区域的掺杂类型是相反的(即，由被未掺杂或p掺杂区域分开的两个n掺杂区域组成的互补半导体)。在此互补半导体装置中，第一n掺杂区域(也称为“源极区域”)通常连接到接地源极(例如，VSS)，且第二n掺杂区域(也称为“漏极区域”或“输出区域”)通常连接到输出。这些半导体对通常被称为互补半导体单元(在本文中也称为“半导体单元”)。因此，在典型的半导体单元中，电荷载流子(电子或空穴)通常旨在从电压源(电子源或接地源)通过一组掺杂硅区域(p-n-p区域或n-p-n区域)流到输出。

然而，在一些情况下，可能在整个半导体单元中产生非预期的电流路径。当电荷载流子从它们的源极(例如，VDD或接地)泄漏出它们各自的区域(例如，从VDD泄漏出第一p掺杂区域)并迁移到单元的整个周围区域(例如，阱和衬底)时，通常可能发生这种情况。由于这种迁移，这些电荷载流子可以产生电流可以流过的低阻抗路径。

当通过单元的互补半导体的两个源极区域在单元的空穴源极和地源极之间形成这样的路径时，认为发生闩锁状态。在闩锁条件下，通过两个源极区域的VDD和地之间的路径可以具有足够低的阻抗，使得电流连续地从VDD流到地。这是有害的，因为VDD和地之间的路径不受控制。换句话说，通过接通和断开小区域的正常方法不能容易地断开连接。此外，流过路径的电流量也是不可控的。这不仅会导致电池不起作用，而且还会导致电流通过足以损坏电池和周围结构的路径积聚。

由于这些原因，单个电池中的闩锁可能是有害的。闩锁的另一个不利之处在于，已知闩锁传播到附近的细胞，这可能在整个装置中引起广泛的问题和损坏。

一些设计可以结合到电子设备中以防止闩锁启动和传播。例如，一些器件包括通过半导体图案周期性放置的抽头单元。这些抽头单元在互补单元之间添加一组触点。例如，典型的抽头单元可以在两个标准半导体单元之间向n掺杂区域(例如，n阱或n掺杂衬底)添加VDD触点并且向p掺杂区域(例如，p阱或p掺杂衬底)添加接地触点。该抽头单元可以用于钳位触点所附接到的两个区域的电位，这可以防止源极区域变得正向偏置并将少数载流子注入阱或衬底中(例如，p掺杂半导体中的电子和n型半导体中的空穴)。

理论上，在半导体单元图案中的每对半导体单元之间包括一个抽头单元将提供针对闩锁的显著保护。然而，因为抽头单元需要空间来在单元之间放置触点，所以包括该数量的抽头单元将显著增加一些器件的总尺寸，使得它们完全不切实际。因此，一些器件设计在单元图案中周期性地放置抽头单元。图案中的抽头单元的频率通常取决于设计制造规则以及向整体设计添加空间与防止闩锁之间的折衷。

由于这个和其它原因，典型的电路不能完全不受闩锁启动的影响。换句话说，即使在设计中合理地并入抽头单元，在典型电路中的半导体单元中仍然可能发生闩锁。由于这个原因，典型的电子器件还包括在闩锁确实发生的情况下减轻闩锁在整个器件中的传播的设计。例如，一些器件在整个设计中包括掺杂硅的保护环，通常围绕输入/输出电路。然而，虽然保护环可以中断传播，但是它们通常消耗大量的设计空间。因此，利用典型的反传播设计来防止闩锁的传播也可以显著地增加电子器件的整体尺寸。

为了解决上述问题，本公开的一些实施例以节省空间的方式提供防止闩锁启动和传播的保护。例如，本公开的一些实施例通过在其上形成相邻半导体单元的扩散区域的阱之间并入反传播区域来降低闩锁传播敏感性。

在本公开的一些实施例中，这些反传播区域可以在一侧或两侧上由抽头单元界定，这降低了在反传播区域的两侧上的半导体单元的闩锁的易感性。

本公开的一些实施例还包括在这些反传播区域的边界上的附加扩散区域。这些扩散区域可具有与其形成于其上的表面(例如，p掺杂阱衬底上的n掺杂区域或n掺杂衬底或阱上的p掺杂区域)不同的掺杂类型，从而致使其充当已泄漏并迁移穿过附近半导体单元的少数载流子(例如，n掺杂半导体中的空穴或p掺杂半导体中的电子)的集电极区域。在一些情况下，收集这些迁移的少数载流子可以防止它们迁移到它们可以帮助在半导体单元的源极区域或相邻半导体单元之间形成低阻抗路径的位置。换句话说，收集这些少数载流子不仅可以防止单元中(或单元之间)的闩锁启动，而且可以防止启动之后的闩锁传播。

本公开的一些实施例还包括附加的源极或接地触点(类似于抽头单元中的源极或接地触点)或附加的扩散区域，其放置在反传播区域中或以其他方式放置在抽头单元之间。在这些实施例中，除了提供传播的物理阻抗屏障之外，反传播区域还可以在防止闩锁和传播中起电活性作用。

图1A示出了包括反传播区域和两个抽头单元的一组晶体管元件100的示例性实施例的示意图。为清楚起见，一组晶体管元件100包括由虚线104包围的第一互补半导体单元102和由虚线108包围的第二互补半导体单元106。半导体单元102包括两个晶体管。为了清楚起见，省略了栅极导体。第一晶体管具有第一半导体类型(例如，pFET)且包含源极扩散区域110(在本文中也被称作“区域110”)及漏极扩散区域112(在本文中也被称作“区域112”)。第二晶体管为半导体类型(例如，nFET)且包含源极扩散区域114(在本文中也称为“区域114”)及漏极扩散区域116(在本文中也称为“区域116”)。如图所示，区域110和112形成在嵌入衬底120内的阱118上。如图所示，区域114和116形成在衬底120上。

衬底120和区域110和112都用点的填充图案示出，指示它们掺杂有相同的掺杂剂(例如，电子受主元素或电子施主元素)。换句话说，衬底120以及区域110和112具有相同的掺杂类型(例如，p掺杂或n掺杂)。类似地，阱118和区域114和116都用对角线的填充图案示出，指示它们掺杂有与衬底120和区域110和112相同但不同的掺杂剂。换句话说，阱118和区域114和116具有与衬底120和区域110和112相反的掺杂类型。因此，衬底120和区域110和112可以是p掺杂的，在这种情况下，阱118和区域114和116将是n掺杂的。

类似于半导体单元104，半导体单元106包含形成在阱122上的第一半导体和形成在衬底120上的第二半导体。阱122还示出为具有斜线的填充图案，表明它与阱118一样是与衬底120相反的掺杂类型。

值得注意的是，一组晶体管元件100包含两个阱118和122，因为两个阱被反传播区域124分开，为了清楚起见，反传播区域124以虚线126为边界。反传播区域124有效地为任何路径提供高阻抗，否则所述路径将在形成于阱118和122上的半导体单元102和106的扩散区域之间形成。换句话说，例如，即使在例如源极扩散区域110和阱区域118之间发生作为闩锁前驱物的正向偏置条件，反传播区域124也可显著降低该正向偏置条件通过阱118和122传播到半导体单元106的可能性。

一组晶体管元件100还包含两个抽头单元128和130，为了清楚起见，两个抽头单元128和130分别以虚线132和134为边界。抽头单元128包含形成在阱118上的触点136和形成在衬底120上的触点138。触点136被示出为具有点的填充图案，指示其连接到与源极扩散区域110相同的电压源。例如，如果源极扩散区域110连接到VDD，则触点136也将连接到VDD。这可以将阱的电位钳位为与扩散区域110相同，防止正向偏置，降低半导体单元102中的闩锁电位。

抽头单元128的触点138用对角线的填充图案示出，指示其连接到与扩散区域114相同的电压源。因此，触点138可以将衬底电位钳位为与扩散区域114的电位相同，从而防止正向偏置。换句话说，触点138可以用于以与触点136相同的方式降低半导体单元102对闩锁的敏感性。

值得注意的是，抽头单元130还包含触点140和142。触点140可以与触点136类似地起作用，并且触点142可以与138类似地起作用。

还应注意，在单对互补半导体单元之间包括两个单独的抽头单元在一些使用情况下可能比单对互补半导体单元之间的单个抽头单元占用更多的空间。然而，取决于用例的基本规则，可能难以将一对半导体单元(例如，半导体单元102和106)放置得非常靠近反传播区域124附近的阱118和122的边缘。因此，在一些使用情况下，可以将抽头单元所需的触点装配在半导体单元和阱的边缘之间所需的阱上的空间中。出于这个原因，在一些实施例中，添加抽头单元128和130实际上可能不会增加一组晶体管元件100所需的尺寸，而是可以简单地利用由于接地规则而需要的空间。因此，抽头单元128和130的闩锁防止益处可以在没有设计空间的额外成本的情况下出现。

然而，在可能不是真的一些用例中，并且因此在反传播区域124的边缘处添加抽头单元128和130两者实际上可能增加一组晶体管元件100所需的空间。在这些用例中，通过仅包括抽头单元128和130中的一个或不包括抽头单元128和130中的任一个来节省空间可能是有益的。在这些用例中，可能需要将每个抽头单元略微提供给周围半导体单元的闩锁防止的益处与设计的节省空间的偏好进行比较。

值得注意的是，为了便于理解，图1A还包括3个平面。平面144延伸到其上打印有图1A的纸中和延伸出，并且平行于阱118和阱122并与阱118和阱122相交。平面146延伸到其上打印有图1A的纸中和从其上打印有图1A的纸中延伸出来，并且平面146平行于平面144和阱118和122，但不与阱118和112相交。中平面148延伸到其上打印有图1A的纸内和纸外，并且垂直于平面144和146以及阱118和122。中间平面148与反传播区域124相交。

为了清楚起见，图1B示出了与平面144相交的一组晶体管元件100的横截面。这样，平面144在图1B中由虚线轮廓表示。

如图1B所示，阱118和122被由衬底120组成的反传播区域124分开。因此，具有与阱118和122的掺杂类型相反的掺杂类型的衬底120的部分产生高阻抗路径，电荷载流子将需要行进通过该高阻抗路径以在阱118和122之间传播。换句话说，一个阱中的单元(例如，半导体单元102)中的闩锁事件可能非常不可能传播到另一个阱。

如上所述，包括抽头单元128和130以及反传播区域124可以导致一组晶体管元件100在设计中占据更多空间。然而，在一些用例中，降低对闩锁和闩锁传播的易感性的益处可以克服增加的空间要求的不利影响。

类似地，在一些使用情况下，减少闩锁的益处可能足以证明包括其他晶体管元件是合理的，即使由于包括其他晶体管元件而进一步增加了空间要求。

例如，图2A示出了包括两个抽头单元和一组少数集电极的一组晶体管元件200的示例性实施例的示意图。类似于一组晶体管元件100，一组晶体管元件200包括平面202、平面204和中间平面206。一组晶体管元件200还包括由虚线轮廓212和214指示的两个互补半导体单元，以及由虚线轮廓216和218指示的两个抽头单元。

与一组晶体管元件100不同，一组晶体管元件200包括4个少数集电极区域220、222、224和226。少数集电极区域220和222与平面202相交，并分别形成在阱208和210上。另一方面，少数集电极区域224和226与平面204相交并形成在衬底228上。

少数集电极区域220和222具有与也形成在阱208和210上的半导体单元212和214的扩散区域相同的掺杂类型。类似地，少数集电极区域224和226具有与也形成在衬底228上的半导体单元212和214的扩散区域相同的掺杂类型。然而，少数集电极220-226连接到那些对应的扩散区域所连接的相反的电压源。

例如，少数集电极区域220具有与源极扩散区域230相同的掺杂类型(例如，p掺杂)，并且与源极扩散区域230相反。然而，少数集电极区域220连接到与源极扩散区域230连接的相反的电压源(即，与源极扩散区域232连接的相同的电压源)。例如，如果源极扩散区域连接到VDD，则少数集电极区域220将接地。由于少数集电极区域220被偏置在地，这提供了收集可能已经从区域232注入的少数载流子的无害路径。类似地，少数收集区域224可以收集可能已经从源极扩散区域230注入的载流子而不变成正向偏置。因此，少数集电极区域220-226可以降低一组晶体管元件200对闩锁的敏感性。

为了清楚起见，图2B示出了与平面202相交的一组晶体管元件200的横截面。这样，平面202由图2B中的虚线轮廓表示。

从图2B中可以看出，少数集电极区域220和222可以在掺杂和形状因子方面类似于一组晶体管元件200中的半导体单元的扩散区域。然而，如上所述，少数集电极区域220和222连接到与那些扩散区域相反的电压源，使得它们能够吸引少数载流子而不引起正向偏置。

值得注意的是，一组晶体管元件200在图2A和2B中示出为在阱208和210之间包含反传播区域。然而，在一些使用情况下，一组晶体管元件200的间隔考虑可能不适合包括反传播区域。换句话说，由包括反传播区域引起的一组晶体管元件200的增加的尺寸可以超过减少半导体单元212和214之间的闩锁传播的益处。在这些用例中，可以调整图2A和2B中所示的实施例以考虑这些间隔。这种实施例的示例在下面的图5中示出。

在一些用例中，如前所述，反传播区域的益处可能超过包括该反传播区域的空间考虑。此外，根据这些用例的基本规则，反传播区域可能需要足够大以允许在其上形成另外的结构。

例如，图3示出了包括在反传播区域内形成的少数集电极区域的一组晶体管元件300的示例性实施例的示意图。具体地，少数集电极区域302形成在由虚线轮廓304表示的反传播区域内。少数集电极区域被示出为与平面306和中平面308相交。

类似于图2A的少数集电极区域224和226，少数集电极区域302可以用于收集泄漏到衬底310中的少数载流子。这可以防止那些少数载流子泄漏到阱312或314中，从而防止在半导体单元中的互补半导体的源极扩散区域之间形成低阻抗路径。具体地，少数集电极区域302具有与例如扩散区域316和318相同的掺杂类型。然而，少数集电极区域302连接到相反的电压源。因此，例如，如果扩散区域316和318是n掺杂型的并且连接到接地源极(例如，VSS)，则少数集电极区域将是n掺杂型的但是将连接到空穴源极(例如，VDD)。

如图3所示，在平面306中包括反传播区域所需的空间也可能导致在平面320中可用的额外空间。因此，一组晶体管元件300还包括形成在衬底310上的钳位触点322。钳位触点322与平面320相交，并且与少数集电极区域302类似，与中平面308相交。这样，钳位触点322也可以被描述为与阱312和314之间的平面320相交。

钳位触点322可以采用金属触点的形式，该金属触点连接到与抽头触点324相同类型的电压源。换句话说，如果扩散区域316接地)，则钳位触点322和抽头触点324也将接地。

这样，钳位触点322可以起到与抽头单元类似的功能。具体地，钳位触点322可以用作欧姆触点，钳位衬底310的电位。换句话说，钳位触点322可以防止衬底310相对于扩散区域316和318变得正向偏置。这样，钳位触点322可以进一步降低对闩锁的敏感性。

值得注意的是，一组晶体管元件300仅包括单个少数集电极区域和形成在阱312和314之间的单个钳位触点。然而，在一些使用情况下，间隔考虑实际上可以允许例如在阱之间的反传播区域上形成多个元件。例如，在一些实施例中，接地可能需要在阱312和314之间形成足够的距离，使得第二少数集电极区域(或钳位触点)可以形成在反传播区域中并与平面306相交。

还应注意，在本公开的一些实施例中，一组晶体管元件可以类似于一组晶体管元件300，但是可以在中间平面308处包括不同的晶体管元件。例如，钳位触点可以与平面306和中平面308相交，而与少数集电极区域302类似的少数集电极区域可以与平面320和中平面322相交。

此外，在一些实施例中，接地规则、间隔考虑以及防止闩锁传播的偏好可以使得在一组晶体管元件内包括第二反传播区域是有益的。

例如，图4A示出了包括两个反传播区域的一组晶体管元件400的示例性实施例的示意图。第一反传播区域由轮廓402表示，而第二反传播区域，反传播区域404，被示出为在衬底406内形成的阱。反传播区域404具有与衬底406不同的掺杂类型，并且因此可以用作由轮廓线408和410指示的半导体单元之间的高阻抗路径。此高阻抗路径可用于减小闩锁状况从一个半导体单元传播到另一半导体单元的可能性。此外，还可以将钳位触点或少数集电极添加到反传播区域404，从而进一步降低对闩锁的敏感性。

一组晶体管元件400还包括形成在由轮廓线402指示的反传播区域内的少数集电极412和414。这在反传播区域404需要将半导体单元之间的空间增加到可以将两个组件放置在由轮廓402指示的反传播区域中的程度的使用情况下可能是有益的。换句话说，在接地体要求该空间可用的使用情况下，在该空间中放置多个少数集电器(或钳位触点)可能是有益的。

反传播区域404与平面416和中平面418相交。为了清楚起见，图4B示出了与平面416相交的一组晶体管元件400的横截面。平面416由图4B中的虚线轮廓表示。

图4B示出了反传播区域404作为与中平面418相交的阱。虽然反传播区域404可能不在半导体单元408和410之间提供完整的物理屏障，但是反传播区域404仍然会增加这些单元408和410之间的阻抗。具体地，要求电荷载流子(例如，少数或多数载流子)在反传播区域404周围导航可以将这种路径的阻抗增加到降低对闩锁传播的敏感性的显著程度。至少由于这个原因，在一些使用情况下，闩锁传播的减少可能超过增加一组晶体管元件400的尺寸以为反传播区域404腾出空间的潜在损害。

图1A-4B各自示出了其中形成至少一个反传播区域的实施例。然而，如上所述，在使用情况下，包括反传播区域的益处可以通过包括反传播区域所需的额外空间来克服。例如，在一些实施例中，反传播区域所需的空间可以导致反传播区域在图案中仅很少使用。因此，在本公开的一些实施例中，可以在晶体管图案中比反传播区域更频繁地利用上面讨论的一些其他特征。

例如，图5示出了一组晶体管元件500，其中已经结合了多个少数集电极区域502和504而没有反传播区域。一组晶体管元件500还包含阱506和衬底508，阱506和衬底508都不包含图5所示的空间中的反传播区域。一组晶体管元件500还包含由轮廓510示出的第一互补晶体管单元和由轮廓512示出的第二互补晶体管单元。第一互补晶体管单元含有源极扩散区域514及516。

图5还示出了平面518和平面520。平面518平行于阱506并与阱506相交。平面518还与第一互补晶体管单元(例如，平面518与源极扩散区域514相交)及第二互补晶体管单元相交。最后，平面518还与第一和第二互补晶体管单元之间的少数集电极区域502相交。另一方面，平面520平行于阱506但不与阱506相交。相反，平面520与第一互补晶体管单元(例如，源极扩散区域516)和第二互补晶体管单元相交。最后，平面520与第一和第二互补晶体管单元之间的少数集电极区域504相交。

少数集电极单元502和504可以为一些用例提供足够的本地闩锁保护。此外，在一组晶体管元件500内不形成反传播区域的空间节省可能超过这种反传播区域将提供的传播保护的缺乏。然而，在一些用例中，可能需要进一步的本地闩锁保护。在这些用例中，可以向一组晶体管元件500添加进一步的保护机制，诸如第一和第二晶体管单元之间的抽头单元(例如，在少数集电极区域502和504的任一侧上)。

在整个本公开中已经对间隔考虑和规则进行了几次提及。因为本公开内容的实施方式呈现了许多排列的一组晶体管元件，所以在一些实施方式中也可以利用各种间隔规则。这些间隔规则可以部分地由用例的细节确定。例如，一些间隔规则可以提供晶体管单元(或者例如，晶体管单元中的扩散区域)与防闩锁元件(例如，抽头单元)之间的最大优选距离。

例如，本公开内容的实施例公开了至少四个间隔类别：(1)阱晶体管单元(即，形成在阱上的晶体管单元)与同一阱上的少数集电极区域之间的距离，(2)衬底晶体管单元与衬底上的少数集电极区域之间的距离，(3)阱晶体管单元与同一阱上的钳位触点之间的距离，以及(4)衬底晶体管单元与衬底上的钳位触点之间的距离。在一些实施例中，规则可以为所有四个间隔类别指定相同的最大距离。然而，在一些用例中，规则可以针对类别1和类别3指定相同的最大距离，并且针对类别2和类别4指定相同的最大距离，但是针对类别1和类别2以及针对类别2和类别3指定不同的最大距离。类似地，在一些实施例中，规则可以为所有四个类别指定不同的最大距离。

例如，在一些实施例中，规则可以设置源极扩散区域514与阱506上最近的钳位触点之间的第一最大距离、源极扩散区域514与阱506上最近的少数集电极区域(即，少数集电极区域502)之间的第二最大距离、源极扩散区域516与衬底508上最近的钳位触点之间的第三最大距离、以及源极扩散区域516与衬底508上最近的少数集电极区域(即，少数集电极区域504)之间的第四最大距离。在这些实施例中的一些实施例中，这四个最大距离中的每一个可以是不同的。

此外，在一些实施例中，类似的规则可以设置晶体管和最近的反传播区域之间的最大距离。继续前面的示例，规则还可以设置源极扩散区域514和中断阱506的最近反传播区域(例如，与平面518相交的反传播区域)之间的第五最大距离以及中断衬底508并与平面520相交的源极扩散区域516之间的第六最大距离。在这些实施例中，第五和第六差异也可以是不同的。

值得注意的是，图1A-5表示一组晶体管元件的简化图。为了理解，以这种简化的方式呈现本公开的实施例。因此，本公开的附图不旨在被解释为本公开的任何实施例的文字描绘。例如，扩散区域和少数集电极区域以抽象的鳍形状因子呈现(因此，源极扩散区域110可以采用FinFET的形式)，但是可以设想其他晶体管形状因子(例如，平面区域)，只要这些形状因子不与本公开的实施例的范围冲突。类似地，在一些实施例中，本文中称为扩散区域的区域实际上可以是外延掺杂区域。

此外，为了充分解释实施例的目的，一些附图的一些元件的尺寸比例可能极大地偏斜。类似地，已经从附图中省略了用于设备功能的一些必要元件，以避免不必要地使附图混乱。出于这个原因，已经从附图中省略了电子源连接和接地连接，因为栅极(例如，金属栅极)可能是使半导体单元切换状态所必需的。此外，一些元件之间的氧化物绝缘层(例如，不同掺杂类型的扩散区域)已被省略。

已经出于说明的目的呈现了对本发明的各种实施例的描述，但是并不旨在穷举或限于所公开的实施例。在不脱离所描述的实施例的范围的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。选择本文使用的术语是为了最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场中发现的技术的技术改进，或者使本领域其他普通技术人员能够理解本文公开的实施例。

Claims (22)

1.一组晶体管元件，包括：

第一掺杂类型的衬底；

第二掺杂类型的第一阱，形成在所述衬底上；

第二掺杂类型的第二阱，形成在所述衬底上；

第一平面，平行于所述第一阱和所述第二阱并且与所述第一阱和所述第二阱相交；

第二平面，平行于所述第一阱和所述第二阱但不与所述第一阱或所述第二阱相交；

第一互补晶体管单元，与所述第一平面相交；

第二互补晶体管单元，与所述第一平面相交；以及

第一掺杂类型的反传播区域，在所述第一阱与所述第二阱之间与所述第一平面相交。

2.根据权利要求1所述的一组晶体管元件，还包括：

第一抽头单元，在所述第一互补晶体管单元和所述反传播区域之间与所述第一平面相交。

3.根据权利要求2所述的一组晶体管元件，还包括：

第二抽头单元，在所述第二互补晶体管单元与所述反传播区域之间与所述第一平面相交。

4.根据权利要求2所述的一组晶体管元件，还包括：

第一掺杂类型的第一少数集电极区域，所述第一少数集电极区域形成在所述第一阱上并且在所述第一抽头单元和所述反传播区域之间与所述第一平面相交。

5.根据权利要求3所述的一组晶体管元件，还包括：

第一掺杂类型的第一少数集电极区域，所述第一少数集电极区域形成在所述第一阱上并且在所述第一抽头单元和所述反传播区域之间与所述第一平面相交。

第一掺杂类型的第二少数集电极区域，所述第二少数集电极区域形成在所述第二阱上并且在所述第二抽头单元和所述反传播区域之间与所述第二平面相交。

6.根据权利要求1所述的一组晶体管元件，还包括：

第一掺杂类型的第一少数集电极区域，所述第一少数集电极区域形成在所述第一阱上并且在所述第一互补晶体管单元和所述反传播区域之间与所述第一平面相交。

7.根据权利要求1所述的一组晶体管元件，还包括第二掺杂类型的少数集电极，所述第二掺杂类型的少数集电极形成在所述反传播区域中。

8.根据权利要求1所述的一组晶体管元件，还包括钳位触点，所述钳位触点位于所述衬底上并且在所述第一阱和所述第二阱之间与所述第二平面相交。

9.根据权利要求1所述的一组晶体管元件，还包括第二掺杂类型的第二反传播区域，所述第二反传播区域形成在所述衬底上并且与所述第二平面相交。

10.根据权利要求1所述的一组晶体管元件，还包括第二掺杂类型的少数集电极，所述少数集电极形成在所述衬底上并且与所述第二平面相交。

11.一组晶体管元件，包括：

第一掺杂类型的衬底；

第二掺杂类型的阱，形成在所述衬底上；

第一平面，平行于所述阱并且与所述阱相交；

第二平面，平行于所述阱但不与所述阱相交；

第一互补晶体管单元，与所述第一平面相交；

第二互补晶体管单元，与所述第一平面相交；以及

少数集电极区域，形成于所述第一互补晶体管单元与所述第二互补晶体管单元之间。

12.根据权利要求11所述的一组晶体管元件，还包括：

第二掺杂类型的第二阱，形成在所述衬底上；

第一掺杂类型的反传播区域，其中所述反传播区域在所述阱和所述第二阱之间与所述第一平面相交。

13.根据权利要求12所述的一组晶体管元件，其中所述少数集电极区域形成在所述第一互补晶体管单元和所述反传播区域之间。

14.根据权利要求11所述的一组晶体管元件，还包括：

第一抽头单元，在所述第一互补晶体管单元和所述少数集电极区域之间与所述第一平面相交。

15.根据权利要求14所述的一组晶体管元件，还包括：

第二抽头单元，在所述第二互补晶体管单元和所述少数集电极区域之间与所述第一平面相交。

16.根据权利要求15所述的一组晶体管元件，还包括：

第二少数集电极区域，形成在所述第一抽头单元和所述第二抽头单元之间。

17.根据权利要求12所述的一组晶体管元件，其中所述少数集电极区域具有第二掺杂类型并且形成在所述反传播区域上。

18.根据权利要求12所述的一组晶体管元件，还包括：

钳位触点，位于所述反传播区域上。

19.根据权利要求12所述的一组晶体管元件，还包括：

钳位触点，位于所述衬底上并且在所述阱和所述第二阱之间与所述第二平面相交。

20.根据权利要求12所述的一组晶体管元件，还包括：

第二反传播区域，具有第二掺杂类型，所述第二反传播区域形成在所述衬底上，并且与所述第二平面相交。

21.根据权利要求11所述的一组晶体管元件，其中所述少数集电极区域形成在所述衬底上并且与所述第二平面相交。

22.根据权利要求11所述的一组晶体管元件，还包括具有第二掺杂类型的反传播区域，所述反传播区域形成在所述衬底上并且与所述第二平面相交。