本发明专利技术提供一种ESD保护器件及电子装置，该ESD保护器件包括：主可控硅整流器，所述主可控硅整流器具有阳极端和阴极端，所述阳极端连接至所述ESD保护器件的阳极；至少一个触发单元，每个所述触发单元包括并联设置的次可控硅整流器和电阻单元，所述次可控硅整流器的阳极端与所述主可控硅整流器或相邻的所述次可控硅整流器的阴极端连接，所述次可控硅整流器的阴极端与相邻的所述次可控硅整流器的阳极端或所述ESD保护器件的阴极连接，所述电阻单元并联连接在所述次可控硅整流器的阳极端和阴极端之间。该ESD保护器件可以在基本保持触发电压不变的同时增大维持电压，以更好的避免闩锁效应。该电子装置具有类似的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种ESD保护器件及电子装置
本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种ESD保护器件及电子装置。
技术介绍
随着CMOS工艺连续按比例缩小，由静电放电(ESD)导致的IC芯片失效已经成为一个重大的可靠性问题，尤其是对于具有超薄栅极氧化层和薄介电层的小型器件而言呈现出更严重的ESD破坏趋势。ESD防护设计在纳米级的CMOS技术中变得越来越具有挑战性和难度。现代电力电子电路，例如汽车电子、液晶显示器和发光二极管驱动器经常利用几十伏范围的供电电压。对于高压应用，这与恶劣的运行环境和来自开关切换的噪声一起使得闩锁效应(Latch-up)在静电放电(ESD)保护方案设计中成为主要考虑。增加ESD保护器件的维持电压(触发后的工作电压)是减缓闩锁问题的有效方法。然而，对于面积效率的SCR(可控硅整流器)而言，因为固有的强再生反馈现象很难升高保持电压。因此，有必要对SCR构成的ESD保护器件进行改进，以增大其维持电压，从而避免闩锁效应，使其适用于高压应用。
技术实现思路
本专利技术提出一种ESD保护器件及电子装置，其可以在基本保持触发电压不变的同时增大维持电压，以更好的避免闩锁效应，从而使该ESD保护器件适用于高压应用。本专利技术一方面提供一种ESD保护器件，该ESD保护器件形成在半导体衬底上，该ESD保护器件包括：主可控硅整流器，所述主可控硅整流器具有阳极端和阴极端，所述阳极端连接至所述ESD保护器件的阳极；至少一个触发单元，每个所述触发单元包括并联设置的次可控硅整流器和电阻单元，所述次可控硅整流器的阳极端与所述主可控硅整流器或相邻的所述次可控硅整流器的阴极端连接，所述次可控硅整流器的阴极端与相邻的所述次可控硅整流器的阳极端或所述ESD保护器件的阴极连接，所述电阻单元并联连接在所述次可控硅整流器的阳极端和阴极端之间。在本专利技术一实施例中，每个所述触发单元包括并列设置的第一N阱和P阱，所述第一N阱中形成有P+注入区和位于所述P+注入区两侧的N+注入区，所述P阱中形成有N+注入区和位于所述N+注入区两侧的P+注入区，所述第一N阱中的P+注入区、所述第一N阱、所述P阱以所述P阱中的N+注入区构成所述可控硅整流器，所述第一N阱中的N+注入区、所述第一N阱以及所述P阱中的P+注入区和所述P阱构成所述电阻单元，其中，所述第一N阱中的P+注入区用作所述可控硅整流器的阳极端，所述P阱中的N+注入区用作所述可控硅整流器的阴极端，所述第一N阱的两个N+注入区分别与所述第一N阱的P+注入区以及所述P阱中的一个P+注入区连接，所述P阱的两个P+注入区分别与所述第一N阱中的一个N+注入区和所述P阱中的N+注入区连接。在本专利技术一实施例中，每个所述触发单元还包括与所述P阱并列设置的第二N阱，所述第一N阱和所述第二N阱设置在所述P阱的两侧。在本专利技术一实施例中，所述主可控硅整流器包括并列设置的第一N阱和P阱，所述第一N阱中形成有P+注入区和N+注入区，所述P阱中形成有N+注入区和P+注入区，所述第一N阱中的N+注入区与所述第一N阱的P+注入区连接用作所述主可控硅整流器的阳极端，所述P阱的P+注入区与所述P阱中的N+注入区连接用作所述主可控硅整流器的阴极端。在本专利技术一实施例中，所述主可控硅整流器还包括横跨所述第一N阱和所述P阱的N+注入区。在本专利技术一实施例中，所述主可控硅整流器还包括与所述P阱并列设置的第二N阱，所述第一N阱和所述第二N阱设置在所述P阱的两侧。在本专利技术一实施例中，所述主可控硅整流器还包括设置在横跨所述第一N阱和所述P阱的N+注入区和所述P阱中的N+注入区之间的栅极，该栅极与P阱中的P+注入区连接，P阱中的N+注入区与触发单元的阳极端连接。在本专利技术一实施例中，所述主可控硅整流器包括高压N阱以及设置在所述高压N阱中的P型体区和N型漂移区，所述P型体区和N型漂移区间隔设置，在所述P型体区和N型漂移区之间设置有栅极，在所述P型体区中形成有N+注入区和P+注入区，在所述N型漂移区中形成有N+注入区N+注入区和P+注入区，所述N型漂移区中的N+注入区和P+注入区连接用作所述主可控硅整流器的阳极端，所述P型体区中的P+注入区与N+注入区连接用作所述主可控硅整流器的阴极端。在本专利技术一实施例中，相邻的所述P+注入区和N+注入区之间设置有隔离结构。在本专利技术一实施例中，在所述P阱之下相邻设置有深N阱。在本专利技术一实施例中，所述P+注入区和所述N+注入区呈带状设置。在本专利技术一实施例中，所述触发单元的数量为2-6个。根据本专利技术的ESD保护器件，由于主可控硅整流器与触发单元串联连接，且触发单元包括并联设置的次可控硅整流器和电阻单元，因此当主可控硅整流器触发后，电流先通过电阻单元释放，随着电流增大，当达到触发单元中的次可控硅整流器的触发电压后，次可控硅整流器触发，电流通过次可控硅整流器释放，在此过程中，整个ESD保护器件的触发电压取决于主可控硅整流器的触发电压，而触发单元中的次可控硅整流器由电阻单元上的电压触发，当全部触发后，整个ESD保护器件的维持电压等于主可控硅整流器以及各个次可控硅整流器的维持电压之和，大大高于主可控硅整流器的维持电压，也即根据本专利技术的ESD保护器件可以在几乎不增加触发电压的同时增大维持电压，可以更好地克服闩锁效应，从而更适用于高压应用或其他应用。本专利技术再一方面提供一种电子装置，其包括如上所述的ESD保护器件以及与所述ESD保护器件相连接的电子组件。本专利技术提出的电子装置，由于具有上述ESD保护器件，因而具有类似的优点。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1示出目前一种堆叠式SCR器件的示意性剖视图；图2示出目前一种阻触发的堆叠式LDMOS-SCR器件的示意性剖视图；图3示出目前一种自触发的堆叠式SCR器件的示意性剖视图；图4示出根据本专利技术一实施例的ESD保护器件的示意性剖视图；图5示出图1所示堆叠式SCR器件和图4所示的ESD保护器件的电压电流仿真曲线图；图6示出根据本专利技术实施例的电子装置的示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种ESD保护器件，该ESD保护器件形成在半导体衬底上，其特征在于，该ESD保护器件包括：/n主可控硅整流器，所述主可控硅整流器具有阳极端和阴极端，所述阳极端连接至所述ESD保护器件的阳极；/n至少一个触发单元，每个所述触发单元包括并联设置的次可控硅整流器和电阻单元，所述次可控硅整流器的阳极端与所述主可控硅整流器或相邻的所述次可控硅整流器的阴极端连接，所述次可控硅整流器的阴极端与相邻的所述次可控硅整流器的阳极端或所述ESD保护器件的阴极连接，所述电阻单元并联连接在所述次可控硅整流器的阳极端和阴极端之间。/n
【技术特征摘要】
1.一种ESD保护器件，该ESD保护器件形成在半导体衬底上，其特征在于，该ESD保护器件包括：
主可控硅整流器，所述主可控硅整流器具有阳极端和阴极端，所述阳极端连接至所述ESD保护器件的阳极；
至少一个触发单元，每个所述触发单元包括并联设置的次可控硅整流器和电阻单元，所述次可控硅整流器的阳极端与所述主可控硅整流器或相邻的所述次可控硅整流器的阴极端连接，所述次可控硅整流器的阴极端与相邻的所述次可控硅整流器的阳极端或所述ESD保护器件的阴极连接，所述电阻单元并联连接在所述次可控硅整流器的阳极端和阴极端之间。
2.根据权利要求1所述的ESD保护器件，其特征在于，每个所述触发单元包括并列设置的第一N阱和P阱，所述第一N阱中形成有P+注入区和位于所述P+注入区两侧的N+注入区，所述P阱中形成有N+注入区和位于所述N+注入区两侧的P+注入区，所述第一N阱中的P+注入区、所述第一N阱、所述P阱以所述P阱中的N+注入区构成所述可控硅整流器，所述第一N阱中的N+注入区、所述第一N阱以及所述P阱中的P+注入区和所述P阱构成所述电阻单元，
其中，所述第一N阱中的P+注入区用作所述可控硅整流器的阳极端，所述P阱中的N+注入区用作所述可控硅整流器的阴极端，所述第一N阱的两个N+注入区分别与所述第一N阱的P+注入区以及所述P阱中的一个P+注入区连接，所述P阱的两个P+注入区分别与所述第一N阱中的一个N+注入区和所述P阱中的N+注入区连接。
3.根据权利要求2所述的ESD保护器件，其特征在于，每个所述触发单元还包括与所述P阱并列设置的第二N阱，所述第一N阱和所述第二N阱设置在所述P阱的两侧。
4.根据权利要求1所述的ESD保护器件，其特征在于，所述主可控硅整流器包括并列设置的第一N阱和P阱，所述第一N阱中形成有P+注入区和N+注入区，所述P阱中形成有N+注入区和P+注入区，所述第一N阱中的N+注入区与所述第一N阱的P+注入区连接用作所述主可控硅整流器的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜飞波，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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