Scr靜電保護器件的製作方法

2023-08-11 06:25:31

專利名稱：Scr靜電保護器件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體靜電保護器件，尤其涉及一種SCR靜電保護器件。
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，當今流行的工藝 技術是使用SCR (可控矽)作為ESD (靜電放電)保護器件，如圖1所示， 現有的SCR靜電保護器件，包括P型村底6，在所述P型襯底6上包括有N阱 注入區4和P阱注入區5;在所述N阱注入區4內包括有一個P型注入區8和一 個N型注入區9以及隔開二者的一個場氧化層隔離區10;在所述P阱注入區 5也包括有一個P型注入區2和一個N型注入區3，不過在二者之間有若干二 極管單元7,每個二極體單元由P型注入區和N型注入區以及位於二者之間 的場氧化層隔離區組成。ESD電荷注入端(圖中未示)與所述N阱注入區4 的P型注入區8和N型注入區9相連接。P阱注入區5中的P型注入區2， P阱注 入區5中的N阱注入區3， N阱注入區4中的P型注入區8以及N型注入區9組成 了P-N-P-N四層半導體結構，這也是導致金屬氧化層電晶體閂鎖效應問題 的結構。在ESD的防護能力上，這種結構能在最小的布局面積下，提高ESD 防護能力，其觸發電壓相當於N阱注入區4與P阱注入區5的截面擊穿電壓， 由於N阱注入具有較低的摻雜濃度，因此，其觸發電壓一般都要高於30 至so伏特，具有如此高的觸發電壓，使得其要保護的內部電路有可能早 於其觸發就被ESD靜電電荷打壞。因此如何適當降低SCR靜電保護器件的 觸發電壓成為一個問題。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種SCR靜電保護器件，解決可控矽整流器的觸發電壓太高而導致保護能力不能得到充分發揮的問題。
為了實現上述目的，本發明提出一種SCR靜電保護器件，所述器件包括 第一P阱和第一N阱，位於襯底內，所述第一P阱和所述第一N阱相連； 深N阱，位於村底內，且位於所述第一N阱下方，和所述第一N阱相連； 第二N阱，位於所述第一P阱內，且將所述第一P阱分成兩部分； 第二P阱，位於所述第一N阱內，且將所述第一N阱分成兩部分。 可選的，所述襯底為P型襯底。
可選的，所述第二 N阱將所述第一 P阱分成第一部分和第二部分，所述 第二 P阱將所述第一 N阱分成第一部分和第二部分，其中所述第一 P阱的第 二部分和所述第一 N阱的第一部分相鄰。
可選的，所述器件還包括第一P+擴散層和第一N+擴散層，分別位於所 述第一P阱的第一部分和第二部分表面，其中所述第一N+擴散層和所述第二 N阱相連；第二N+擴散層和第二P+擴散層，分別位於所述第一 N阱的第一部 分和第二部分表面，其中所述第二p+擴散層和所述第二P阱相鄰。
可選的，所述第一 P+擴散層和所述第一 N+擴散層連接陰極，所述第二P+擴 散層和所述第二N+擴散層連接陽極。
可選的，所述器件應用於觸發電壓為IO伏特至IOO伏特的半導體靜電保 護電路中。
本發明SCR靜電保護器件的有益技術效果為本發明SCR靜電保護器件 在第一 P阱中嵌入一第二 N阱，在第一 N阱中嵌入一第二 P阱，4吏得第一 P 阱和第一 N阱整體的阻值增大，降低觸發電壓，從而使得SCR器件更早更容 易被觸發，因而能夠得到更好的靜電保護效果；另外第二 N阱和第二 P阱的 嵌入，使得所形成的寄生三極體的發射面積增大，可以增加器件所能承受的 最大電流，從而增強了器件的安全性能。


圖1是現有技術的SCR靜電保護器件的結構示意圖； 圖2是本發明SCR靜電保護器件的結構示意圖；圖3是本發明SCR靜電保護器件的等效電路圖。
具體實施例方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。 請參考圖2，圖2為本發明SCR靜電保護器件的結構示意圖，從圖上可 以看到，所述器件包括第一 P阱和第一 N阱，位於襯底11內，所述襯底11 為P型襯底，所述第一 P阱和所迷第一 N辨相連；深N阱18,位於襯底11內， 且位於所述第一 N阱下方，和所述第一 N阱相連；第二 N阱13，位於所述第 一P阱內，且將所述第一P阱分成兩部分(12、 14);第二P阱16，位於所述 第一N阱內，且將所述第一N阱分成兩部分(15、 17)，在第一P阱中嵌入一 第二N阱13，在第一N阱中嵌入一第二P阱16，佳:得第一P阱和第一N阱整 體的阻值增大，在電流保持不變的前提下，電阻兩端的電壓差增大，從而降 低了觸發器件所需的電壓，使得SCR器件更早更容易被觸發，因而能夠得到 更好的靜電保護效果；另外第二N阱13和第二P阱16的嵌入，使得所形成 的寄生三極體的發射面積增大，可以增加器件所能承受的最大電流，從而增 強了器件的安全性能。所述第二 N阱13將所述第一 P阱分成第一部分13和 第二部分14，所述第二 P阱16將所述第一 N阱分成第一部分15和第二部分 17，其中所述第一 P阱的第二部分14和所述第一 N阱的第一部分15相鄰； 第一P+擴散層19和第一N+擴散層20，分別位於所述第一 P阱的第一部分12 和第二部分14表面，其中所述第一N+擴散層20和所述第二N阱13相連；第 二N+擴散層21和第二p+擴散層18，分別位於所述第一 N阱的第一部分15和 第二部分17表面，其中所述第二P+擴散層18和所述第二P阱16相連。所述 第一P+擴散層19和所述第一N+擴散層20連接陰極，所述第二P+擴散層18 和所述第二N+擴散層21連接陽極。所述器件可以應用於觸發電壓為10伏特 至IOO伏特的半導體靜電保護電路中。
接著，請參考圖3，圖3是本發明SCR靜電保護器件的等效電路圖，包括 有一個PNP管和一個NPN管，PNP管的發射極通過一個電阻連接到該PNP管的 基極，所述PNP管的集電極連接到所述NPN管的基極，所述PNP管的基極還
5連接到所述NPN管的集電極，所述NPN管的發射極通過另一個電阻連接到該 NPN管的基極，所述NPN管的發射極接地，所述PNP管的發射極作為ESD電荷 的注入端。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發 明所述技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可 作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護範圍當視權利要求書所界定者為 準。
權利要求
1.一種SCR靜電保護器件，其特徵在於所述器件包括第一P阱和第一N阱，位於襯底內，所述第一P阱和所述第一N阱相連；深N阱，位於所述襯底內，且位於所述第一N阱下方，和所述第一N阱相連；第二N阱，位於所述第一P阱內，且將所述第一P阱分成兩部分；第二P阱，位於所述第一N阱內，且將所述第一N阱分成兩部分。
2. 根據權利要求1所述的SCR靜電保護器件，其特徵在於所述襯底為P 型襯底。
3. 根據權利要求1所述的SCR靜電保護器件，其特徵在於所述第二 N阱 將所述第一 P阱分成第一部分和第二部分，所述第二 P阱將所述第一 N阱分 成第一部分和第二部分，其中所述第一 P阱的第二部分和所述第一 N阱的第 一部分相鄰。
4. 根據權利要求3所述的SCR靜電保護器件，其特徵在於所述器件還包括第一P+擴散層和第一N+擴散層，分別位於所述第一P阱的第一部分和第 二部分表面，其中所述第一N+擴散層和所述第二N阱相連；第二N+擴散層和第二F擴散層，分別位於所述第一N阱的第一部分和第 二部分表面，其中所述第二P+擴散層和所述第二P阱相連。
5. 根據權利要求4所述的SCR靜電保護器件，其特徵在於所述第一P+擴 散層和所述第一N+擴散層連接陰極，所述第二P+擴散層和所述第二N+擴散層 連接陽極。
6. 才艮據權利要求1所述的SCR靜電保護器件，其特徵在於所述器件應用 於觸發電壓為IO伏特至IOO伏特的半導體靜電保護電路中。
全文摘要
本發明提供了一種SCR靜電保護器件，包括第一P阱和第一N阱，位於襯底內，所述第一P阱和所述第一N阱相連；深N阱，位於襯底內，且位於所述第一N阱下方，和所述第一N阱相連；第二N阱，位於所述第一P阱內，且將所述第一P阱分成兩部分；第二P阱，位於所述第二N阱內，且將所述第一N阱分成兩部分。本發明提供的SCR靜電保護器件可以有效的降低器件的觸發電壓，而不影響其保護能力，使得SCR器件更早更容易觸發，因而能夠得到更好的靜電保護效果。
文檔編號H01L27/04GK101640200SQ20091019458
公開日2010年2月3日 申請日期2009年8月25日 優先權日2009年8月25日
發明者劍 胡 申請人:上海宏力半導體製造有限公司