增加矽控整流器觸發電流的防靜電保護器件結構的製作方法

2023-06-14 20:50:11

專利名稱：增加矽控整流器觸發電流的防靜電保護器件結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種靜電保護器件結構，特別是涉及一種增加矽控整流器 觸發電流的防靜電保護器件結構。
背景技術：
靜電對於電子產品的傷害一直是不易解決的問題，當今比較流行使用
SCR (Silicon Controlled Rectifier可控矽)整流器作為防靜電保護器 件(圖4是矽控整流器的防靜電保護等效電路圖)，但由於其觸發導通的 電流較小，在其導通後可能導致發生閂鎖效應。因此為了儘量避免發生這 類寄生效應，在設計使用可控矽整流保護器件結構時，需考慮將其觸發的 電流提高到保證閂鎖不會發生的安全區域，以保證保護器件在電路正常工 作時不會開啟。
目前業界流行的SCR整流器的防靜電保護器件的結構如圖5所示。它 包括一 P型襯底，在該P型襯底上通過離子注入形成的P阱注入區和N 阱注入區。在P阱注入區和N阱注入區的上端部自左向右依次形成P+區 (P型注入區)、氧化層隔離區和N+區(N型注入區)。在P阱注入區和N 阱注入區結合處的上端部設有隔離P阱注入區的N+區，和N阱注入區的 P+區的氧化層隔離區，在該氧化層隔離區的上方設有一層多晶矽。圖6 是圖5所示防靜電保護器件結構版圖。
這種結構存在的不足是，等效電路中P阱電阻Rpw和N阱電阻Rnw較大，導致SCR的觸發導通的電流較小，在其導通後容易發生閂鎖效應。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種增加矽控整流器觸發電流的防 靜電保護器件結構，它可以有效減小等效導通電阻，增加SCR結構的觸發 電流，防止閂鎖效應得發生。
為解決上述技術問題，本發明的增加矽控整流器觸發電流的防靜電保 護器件結構，包括一 P型襯底，在該P型襯底上通過離子注入形成的P 阱注入區和N阱注入區，在其結合處P阱注入區一側自上而下依次交錯間 隔形成N+區和P+區；在其結合處N阱注入區一側自上而下依次交錯間隔 形成P+區和N+區，在其結合處上方設有一多晶矽。
由於採用上述結構，縮短了麗(N阱)注入區中的P+區與用於NW注 入區電位引出端的N+區之間的距離，既可以增大SCR結構的觸發電流， 防止閂鎖效應發生；又可以減小SCR結構等效導通電阻，增大了 SCR結構 的瀉流能力。


下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明 圖1是SCR的驟回特性曲線對比圖，其中，左側的視圖為現有的SCR 結構的曲線，右側的視圖為採用本發明後的SCR結構的曲線； 圖2是本發明的SCR結構平面圖； 圖3是本發明結構中的寄生N阱和P阱電阻示意圖； 圖4是矽控整流器的防靜電保護等效電路圖； 圖5是現有的矽控整流器的防靜電保護結構剖面圖；圖6是圖5所示結構的版圖7是將本發明的結構用於實際電路中實施保護的電路示意圖。
具體實施例方式
為了防止閂鎖效應的發生，要求作為防靜電保護器件的矽控整流器的
IV特性滿足產品進行閂鎖測試時的標準。解決方法是將開啟電流提高到 該標準之上。這樣則可防止閂鎖測試時失敗。而通過將NW注入區和PW (P 阱)注入區中的N+區和P+區注入區形成交錯形式的結構，可以減小等效 電路中的N阱電阻Rnw和P阱電阻Rpw，從而使得SCR結構所需的開啟電 流(0. 7V/Rnw)增大。
參見圖2所示，本發明的增加矽控整流器觸發電流的防靜電保護器件 結構，包括括一 P型襯底，在該P型襯底上通過離子注入形成的P阱注入 區和N阱注入區，所述P阱注入區和N阱注入區相互結合，形成結合處。
在所述結合處上方設有一多晶矽。在所述結合處P阱注入區一側通過離子 注入自上而下依次交錯間隔形成N+區(N型注入區)、P+區(P型注入區)。 在所述結合處N阱注入區一側通過離子注入自上而下依次交錯間隔形成 P+區、N+區。圖3是圖2所示結構中的寄生N阱和P阱電阻示意圖。
如圖7所示，將本發明的結構用於實際電路中實施保護時，圖2所示 的結構電連接在被保護電路的輸入端，當有靜電電荷從電路輸入端進入 時，通過所述的防靜電保護器件結構瀉放，保證被保護電路不會受到衝擊，. 保障電路安全。
圖1是採用矽控整流器為防靜電保護器件時，SCR的驟回特性曲線對 比圖，其中，左側的視圖為現有的SCR結構的曲線，右側的視圖為採用本發明後的SCR結構的曲線。橫坐標為電壓，縱坐標為電流；Vtl、 Itl:代 表SCR的開啟電壓和開啟電流；Vsp、 Isp:分別代表SCR的維持電壓和維 持電流；Vt2、 It2:分別代表SCR的失效電壓和失效電流；圖中的左下角 區域代表易發生栓鎖效應的區域。
以上通過優選的實施方式對本發明進行了說明。對於本領域的技術人 員來說，在不脫離本發明原理的情況下，還可以做出許多變形和改進，這 些也應視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種增加矽控整流器觸發電流的防靜電保護器件結構，包括一P型襯底，在該P型襯底上形成的P阱注入區和N阱注入區，P阱注入區和N阱注入區相互結合形成結合處；其特徵在於在所述結合處P阱注入區一側自上而下依次交錯間隔形成N+區、P+區；在所述結合處N阱注入區一側自上而下依次交錯間隔形成P+區、N+區，在其結合處上方設有一多晶矽。
全文摘要
本發明公開了一種增加矽控整流器觸發電流的防靜電保護器件結構，在P阱注入區和N阱注入區結合處，P阱注入區一側自上而下依次交錯間隔形成N+區、P+區；N阱注入區一側自上而下依次交錯間隔形成P+區、N+區，在該結合處上方設有一多晶矽。本發明可以有效減小等效導通電阻，增加SCR結構的觸發電流，防止閂鎖效應得發生。
文檔編號H01L23/60GK101452914SQ200710094388
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月6日 優先權日2007年12月6日
發明者慶 蘇 申請人:上海華虹Nec電子有限公司