一种高防护等级单向可控硅静电防护器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高防护等级单向可控硅静电防护器件，包括P型衬底；衬底中设有第一N型深阱，第二N型深阱；第二N型深阱右侧设有P阱；第一N型深阱内设有第一P+注入区和第一N+注入区；第二N型深阱内设有第二P+注入区和第二N+注入区；第一N型深阱和第二N型深阱中间设有跨接的第四N+注入区；P阱内设有第三P+注入区和第三N+注入区；第一P+注入区、第一N+注入区、第二P+注入区和第二N+注入区连接在一起并作为器件的阳极，第三P+注入区和第三N+注入区连接在一起并作为器件的阴极。

【技术实现步骤摘要】
一种高防护等级单向可控硅静电防护器件
本技术涉及静电防护领域，特别涉及一种高防护等级单向可控硅静电防护器件。
技术介绍
随着半导体制程工艺的进步，ESD造成集成电路芯片以及电子产品失效的情况愈加严重了，对电子产品以及集成电路芯片进行ESD防护成为了产品工程师们面临的主要难题之一。传统的可控硅器件与其他ESD器件相比，其自身具有双电导调制机构，单位面积泄放效率高，单位寄生电容小，鲁棒性最好，但是为了达到更高的防护等级，往往需要进行将器件做成多叉指状，这样可能会有维持电压随着叉指数的增加而减小的问题，并且耗费大量面积，需要在设计的时候重点考虑。传统的单向可控硅静电防护器件的剖面图见图1，其等效电路图见图2，当ESD脉冲加在SCR阳极时，第二N型深阱与P阱形成反偏PN节，当这个脉冲电压高于这个PN结的雪崩击穿电压的时候，器件的内部就会产生大量的雪崩电流，电流的流通路径为经过P阱寄生电阻流向了另一端，即阴极；当这个寄生的阱电阻两端的电压高于寄生NPN三极管的cb结(由P阱与第三N+注入区构成)的正向的导通电压的时候，此三极管开启，此三极管开通后，为PNP1三极管提供基极电流，寄生PNP1三极管也开启后，也为寄生NPN三极管提供基极电流，构成正反馈回路，随着ESD电流继续增加，PNP1为PNP2提供足够的基极电流以后，PNP2也相继开启，与NPN构成SCR路径，也可以泄放静电，但是传统SCR的维持电压一般随着叉指数增加而减小，易超出设计窗口，容易造成闩锁，故需要避免其维持电压过小，但是提高维持电压的方法，会降低器件的鲁棒性，所以还需要着重考虑其鲁棒性。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种结构简单的高防护等级单向可控硅静电防护器件。本技术实施例提供了一种高防护等级单向可控硅静电防护器件，包括P型衬底；所述P型衬底内设有第一N型深阱和第二N型深阱；其中，所述第一N型深阱位于P型衬底左侧，所述第二N型深阱位于P型衬底右侧；所述第二N型深阱右侧设有P阱；所述第一N型深阱内设有第一P+注入区和第一N+注入区，其中，所述第一P+注入区位于所述第一N型深阱右侧，所述第一N+注入区位于所述第一N型深阱左侧；所述第二N型深阱内设有第二P+注入区和第二N+注入区，其中，所述第二P+注入区位于所述第二N型深阱右侧，所述第二N+注入区位于所述第二N型深阱左侧；所述第一N型深阱和所述第二N型深阱中间设有跨接的第四N+注入区；所述P阱内设有第三P+注入区和第三N+注入区，其中，所述第三P+注入区位于所述P阱右侧，所述第三N+注入区位于所述P阱左侧；所述第一P+注入区、所述第一N+注入区、所述第二P+注入区和所述第二N+注入区连接在一起并作为器件的阳极，所述第三P+注入区和所述第三N+注入区连接在一起并作为器件的阴极。其中，所述第一N+注入区左侧与所述P型衬底左侧边缘之间设有第一场氧隔离区；所述第一N+注入区右侧与所述第一P+注入区左侧连接，所述第一P+注入区右侧与跨接在所述第一N型深阱和所述第二N型深阱之间的所述第四N+注入区之间设有一个第二场氧隔离区；所述跨接在所述第一N型深阱和所述第二N型深阱之间的所述第四N+注入区与所述第二N+注入区右侧之间设有一个第三场氧隔离区；所述第二P+注入区右侧与所述第三N+注入区之间设有第四场氧隔离区，所述第二P+注入区左侧与位于所述第二N+注入区右侧连接；位于右侧的所述第三P+注入区右侧与所述P型衬底右侧边缘之间设有第五场氧隔离区。其中，所述第一场氧隔离区的左部位于所述P型衬底的表面，所述第一场氧隔离区右部位于所述第一N型深阱的表面；所述第五场氧隔离区左部位于所述P阱的表面，所述第五场氧隔离区右部位于所述P型衬底的表面；所述第二场氧隔离区位于所述第一N型深阱的表面，所述第三场氧隔离区位于所述第二N型深阱的表面；所述第四场氧隔离区的左部位于所述第二N型深阱的表面，所述第四场氧隔离区右部位于所述P阱的表面。其中，当高压ESD脉冲到达器件的阳极，器件的阴极接低电位时，所述第二N型深阱中的所述第二P+注入区、所述第二N型深阱和所述P阱构成寄生PNP1三极管结构；所述第二N型深阱、所述P阱和所述第三N+注入区构成了寄生NPN三极管；所述第一N型深阱中的所述第一P+注入区、所述第一N型深阱和所述P型衬底构成寄生PNP2三极管结构。其中，所述P阱与所述第三N+注入区之间的距离为S1。本技术的有益效果在于：1、本技术可根据防护等级的不同进行增减N型深阱及其N+注入区、P+注入区的数量，即若防护等级高，则增加N型深阱及其N+注入区、P+注入区的数量，改善器件电流均匀分布的情况，提高器件的鲁棒性，防护等级低，则减少N型深阱及其N+注入区、P+注入区的数量，缩小版图面积。2、本技术的P阱与第三N+注入区之间的距离S1可调，当S1增大时，使得NPN型三极管的基区宽度也随之增大，减小了纵向NPN型三极管的放大倍数，维持电压随之增加。3、本技术器件的维持电压不会随叉指数的增加而减小，维持电压的大小由先导通的内测SCR路径的距离长短而决定。附图说明图1为传统单向SCR静电防护器件的剖面图。图2为传统单向SCR静电防护器件的等效电路图。图3为本技术一实施例提供的高防护等级单向可控硅静电防护器件的剖面图。图4为本技术一实施例的高防护等级单向可控硅静电防护器件的等效电路图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。如图3所示，一种高防护等级单向可控硅静电防护器件，包括P型衬底101；衬底中设有第一N型深阱201，第二N型深阱202；第二N型深阱202右侧设有P阱301；第一N型深阱201内设有第一P+注入区402和第一N+注入区401；第二N型深阱202内设有第二P+注入区405和第二N+注入区404；第一N型深阱201和第二N型深阱202中间设有跨接的第四N+注入区403；P阱301内设有第三P+注入区407和第三N+注入区406；第一P+注入区402、第一N+注入区401、第二P+注入区405和第二N+注入区404连接在一起并作为器件的阳极，第三P+注入区407和第三N+注入区406连接在一起并作为器件的阴极。所述第一N+注入区401左侧与P型衬底101左侧边缘之间设有第一场氧隔离区501；第一N+注入区401右侧与第一P+注入区402左侧连接，所述第一P+注入区402右侧与跨接在第一N型深阱201和第二N型深阱202之间的第四N+注入区403之间设有一个第二场氧隔离区502；所述跨接在第一N型深阱201和第二N型深阱202之间的第四N+注入区403与第二N+注入区404右侧之间设有一个第三场氧隔离区503；所述第二P+注入区405右侧与第三N+注入区406之间设有第四场氧隔离区504，第二P+注入区405左侧与位于第二N+注入区404右侧连接；位于最右侧的第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高防护等级单向可控硅静电防护器件，其特征在于，包括P型衬底；/n所述P型衬底内设有第一N型深阱和第二N型深阱；其中，所述第一N型深阱位于P型衬底左侧，所述第二N型深阱位于P型衬底右侧；/n所述第二N型深阱右侧设有P阱；/n所述第一N型深阱内设有第一P+注入区和第一N+注入区，其中，所述第一P+注入区位于所述第一N型深阱右侧，所述第一N+注入区位于所述第一N型深阱左侧；/n所述第二N型深阱内设有第二P+注入区和第二N+注入区，其中，所述第二P+注入区位于所述第二N型深阱右侧，所述第二N+注入区位于所述第二N型深阱左侧；/n所述第一N型深阱和所述第二N型深阱中间设有跨接的第四N+注入区；/n所述P阱内设有第三P+注入区和第三N+注入区，其中，所述第三P+注入区位于所述P阱右侧，所述第三N+注入区位于所述P阱左侧；/n所述第一P+注入区、所述第一N+注入区、所述第二P+注入区和所述第二N+注入区连接在一起并作为器件的阳极，所述第三P+注入区和所述第三N+注入区连接在一起并作为器件的阴极。/n

【技术特征摘要】
1.一种高防护等级单向可控硅静电防护器件，其特征在于，包括P型衬底；
所述P型衬底内设有第一N型深阱和第二N型深阱；其中，所述第一N型深阱位于P型衬底左侧，所述第二N型深阱位于P型衬底右侧；
所述第二N型深阱右侧设有P阱；
所述第一N型深阱内设有第一P+注入区和第一N+注入区，其中，所述第一P+注入区位于所述第一N型深阱右侧，所述第一N+注入区位于所述第一N型深阱左侧；
所述第二N型深阱内设有第二P+注入区和第二N+注入区，其中，所述第二P+注入区位于所述第二N型深阱右侧，所述第二N+注入区位于所述第二N型深阱左侧；
所述第一N型深阱和所述第二N型深阱中间设有跨接的第四N+注入区；
所述P阱内设有第三P+注入区和第三N+注入区，其中，所述第三P+注入区位于所述P阱右侧，所述第三N+注入区位于所述P阱左侧；
所述第一P+注入区、所述第一N+注入区、所述第二P+注入区和所述第二N+注入区连接在一起并作为器件的阳极，所述第三P+注入区和所述第三N+注入区连接在一起并作为器件的阴极。


2.根据权利要求1所述的高防护等级单向可控硅静电防护器件，其特征在于，所述第一N+注入区左侧与所述P型衬底左侧边缘之间设有第一场氧隔离区；所述第一N+注入区右侧与所述第一P+注入区左侧连接，所述第一P+注入区右侧与跨接在所述第一N型深阱和所述第二N型深阱之间的所述第四N+注入区之间设有一个第二场氧隔离区；所述跨接在所述第一N型深阱和所述第二N...

【专利技术属性】
技术研发人员：董鹏，李婕妤，汪洋，金湘亮，李幸，
申请(专利权)人：湖南静芯微电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43