一种静电防护器件及芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种静电防护器件及芯片，包括可控硅整流器组，该可控硅整流器组包括第一可控硅整流器和第二可控硅整流器。该第一可控硅整流器包括位于衬底中的第一阳极、第一阴极、第一控制极和共用控制极，该第二可控硅整流器包括位于衬底中的第二阳极、第二阴极，第二控制极和该共用控制极。该衬底包括第一型阱和位于第一型阱内的第二型阱，其中，共用控制极、第一阳极和第二阳极位于第二型阱中，第一阴极和第一控制极，以及第二阴极和第二控制极位于第一型阱中。因此，可控硅整流器组可以承受较高的静电压力，进而可以提高静电防护器件的耐压性能。另外，可控硅整流器组的结构布局合理、走线顺畅、占用面积小。占用面积小。占用面积小。

【技术实现步骤摘要】
一种静电防护器件及芯片


[0001]本专利技术总体上涉及半导体静电防护
，具体涉及一种静电防护器件及芯片。

技术介绍

[0002]静电通常都是人为产生或者甚至元器件本身所累积的，如生产、组装、测试、存放、搬运等过程都有可能在人体、仪器或芯片中形成或者累积静电，一旦形成静电泄放路径，其瞬间电压和/或电流会比较高，容易对仪器或者芯片造成毁灭性和永久性的损伤。
[0003]因此，大多数的芯片或者设备需要进行静电防护，静电防护（ESD，Electro
‑
Static Discharge）可以保障严酷瞬变环境下芯片或者设备的稳健性。
[0004]但是，传统技术方案中的静电防护承受较高电压和/或较高电流的静电冲击时，容易超出其所能够承受的极限。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种静电防护器件及芯片，旨在提高静电防护器件的耐压性能。
[0006]一方面，本专利技术提供一种静电防护器件，包括可控硅整流器组，所述可控硅整流器组包括：第一可控硅整流器和第二可控硅整流器，所述第一可控硅整流器包括位于衬底中的第一阳极、第一阴极、第一控制极和共用控制极，所述第二可控硅整流器包括位于所述衬底中的第二阳极、第二阴极，第二控制极和所述共用控制极；其中，所述衬底包括第一型阱和位于所述第一型阱内的第二型阱；所述第一阳极与所述第二阳极，所述第一阴极与所述第二阴极，所述第一控制极与所述第二控制极，以及所述共用控制极沿第一方向并列且沿第二方向延伸；所述共用控制极、所述第一阳极和所述第二阳极位于所述第二型阱中，且所述共用控制极位于所述第一阳极和所述第二阳极之间；所述第一阴极和所述第一控制极，以及所述第二阴极和所述第二控制极位于所述第一型阱中，且在所述第一方向上分别位于所述第一型阱的两侧。
[0007]进一步优选的，所述第一控制极和所述第二控制极分别位于所述第一阴极和所述第二阴极的外侧。
[0008]进一步优选的，所述第一型阱具有第三阴极和第四阴极，所述第三阴极和所述第四阴极分别与所述第一控制极和所述第二控制极并列、且位于所述第一控制极和所述第二控制极相对于所述共用控制极的外侧，所述第三阴极和所述第四阴极与所述第一阴极和所述第二阴极共接阴极金属线。
[0009]进一步优选的，所述衬底还包括第二型掩埋层，所述第一型阱在所述第二型掩埋层的正投影范围内，所述第二型掩埋层具有第三阳极，所述第三阳极呈环形设置，且所述第三阳极与所述第一阳极和所述第二阳极共接阳极金属线。
[0010]进一步优选的，所述第一阳极与所述第二阳极，所述第一阴极与所述第二阴极，所述第一控制极与所述第二控制极，所述共用控制极，所述第三阴极以及所述第四阴极在所述第三阳极的环形范围内。
[0011]进一步优选的，所述第一控制极和所述第二控制极共接到第一金属线，所述共用控制极连接到第二金属线。
[0012]进一步优选的，所述阳极金属线和所述阴极金属线沿所述第一方向延伸、且分别位于所述第一金属线和所述第二金属线之间。
[0013]进一步优选的，所述衬底具有外接电极，所述外接电极围绕所述第三阳极设置，且所述外接电极接地。
[0014]进一步优选的，所述第一型阱为P型阱，所述第二型阱为N型阱；所述共用控制极、所述第一阴极和所述第二阴极具有N型掺杂离子，所述第一阳极、所述第二阳极、所述第一控制极和所述第二控制极具有P型掺杂离子。
[0015]进一步优选的，所述第一阴极、所述第二型阱和所述第一控制极组成第一晶体管，所述第一阳极、所述第二阳极、所述第二型阱和所述第一型阱组成第二晶体管，所述第二阴极、所述第一型阱和所述第二型阱组成第三晶体管；所述第一晶体管和所述第二晶体管组成所述第一可控硅整流器，所述第二晶体管和所述第三晶体管组成所述第二可控硅整流器。
[0016]进一步优选的，所述静电防护器件还包括阻容钳位管和至少一个二极管，所述可控硅整流器组排布于所述至少一个二极管和所述阻容钳位管之间，所述阻容钳位管和所述至少一个二极管通过金属线与所述可控硅整流器组电连接。
[0017]进一步优选的，每个所述二极管包括：负极和位于所述负极上的第一电极，所述负极和所述第一电极的俯视形状为长方形；正极和位于所述正极上的第二电极和第三电极，所述正极围绕所述负极；其中，所述负极和所述正极之间具有长边间距和短边间距，所述长边间距与所述短边间距的比值范围为1:1.5~1:2。
[0018]进一步优选的，所述第二电极和所述第三电极位于所述第一电极的两侧、且俯视形状都为长方形；其中，所述第二电极和所述第三电极的短边与所述第一电极的短边对齐。
[0019]进一步优选的，所述阻容钳位管包括与所述可控硅整流器组电连接的第一金属氧化物半导体，所述第一金属氧化物半导体包括：第二型掺杂区和围绕所述第二型掺杂区的第一型掺杂区，所述第二型掺杂区的俯视形状为长方形；其中，所述第二型掺杂区和所述第一型掺杂区之间具有短边间距和长边间距，所述短边间距与所述长边间距的比值范围为1:1.5~1:2。
[0020]进一步优选的，所述第二型掺杂区中形成有沿所述第二型掺杂区的长边交替排列的多个源极和漏极，所述多个源极的数量为偶数，且有两个所述源极分别位于所述第二型掺杂区的两端。
[0021]进一步优选的，所述第一金属氧化物半导体还包括：
位于所述第二型掺杂区上的多个栅极，每个所述栅极位于一个所述源极和一个所述漏极之间；位于所述第二型掺杂区和所述第一型掺杂区之间、且沿所述第二型掺杂区的长边延伸的两条栅极线，每个所述栅极的两端分别连接两条所述栅极线。
[0022]进一步优选的，所述静电防护器件还包括与所述至少一个二极管电连接的第二金属氧化物半导体和电阻，所述第二金属氧化物半导体、所述电阻和所述至少一个二极管位于所述可控硅整流器组的同一侧。
[0023]另一方面，本专利技术提供一种芯片，包括可控硅整流器组，该可控硅整流器组包括第一可控硅整流器和第二可控硅整流器。该第一可控硅整流器包括位于衬底中的第一阳极、第一阴极、第一控制极和共用控制极，该第二可控硅整流器包括位于衬底中的第二阳极、第二阴极，第二控制极和该共用控制极。该衬底包括第一型阱和位于第一型阱内的第二型阱，其中，共用控制极、第一阳极和第二阳极位于第二型阱中，第一阴极和第一控制极，以及第二阴极和第二控制极位于第一型阱中。因此，可控硅整流器组可以承受较高的静电压力，进而可以提高静电防护器件的耐压性能。另外，可控硅整流器组的结构布局合理、走线顺畅、占用面积小。
附图说明
[0024]下面结合附图，通过对本专利技术的具体实施方式详细描述，将使本专利技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0025]图1是本专利技术实施例提供的静电防护器件中可控硅整流器组的俯视结构示意图；图2是图1中可控硅整流器组沿A
‑
A1处的剖面结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的静电防护器件中器件结构的排布示意图；图4是本专利技术实施例提供的静电防护器件的电路原理图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电防护器件，其特征在于，包括可控硅整流器组，所述可控硅整流器组包括：第一可控硅整流器和第二可控硅整流器，所述第一可控硅整流器包括位于衬底中的第一阳极、第一阴极、第一控制极和共用控制极，所述第二可控硅整流器包括位于所述衬底中的第二阳极、第二阴极，第二控制极和所述共用控制极；其中，所述衬底包括第一型阱和位于所述第一型阱内的第二型阱；所述共用控制极、所述第一阳极和所述第二阳极位于所述第二型阱中；所述第一阴极和所述第一控制极，以及所述第二阴极和所述第二控制极位于所述第一型阱中。2.根据权利要求1所述的静电防护器件，其特征在于，所述第一控制极、所述第一阴极、所述第一阳极、所述共用控制极、所述第二阳极、所述第二阴极和所述第二控制极，依次沿第一方向并列设置。3.根据权利要求2所述的静电防护器件，其特征在于，所述第一型阱具有第三阴极和第四阴极，所述第三阴极和所述第四阴极分别与所述第一控制极和所述第二控制极并列、且位于所述第一控制极和所述第二控制极相对于所述共用控制极的外侧；所述第三阴极和所述第四阴极与所述第一阴极和所述第二阴极共接阴极金属线。4.根据权利要求3所述的静电防护器件，其特征在于，所述衬底还包括第二型掩埋层，所述第一型阱在所述第二型掩埋层的正投影范围内，所述第二型掩埋层具有第三阳极，所述第三阳极呈环形设置，且所述第三阳极与所述第一阳极和所述第二阳极共接阳极金属线。5.根据权利要求4所述的静电防护器件，其特征在于，所述第一阳极与所述第二阳极，所述第一阴极与所述第二阴极，所述第一控制极与所述第二控制极，所述共用控制极，所述第三阴极以及所述第四阴极在所述第三阳极的环形范围内。6.根据权利要求4所述的静电防护器件，其特征在于，所述第一控制极和所述第二控制极共接到第一金属线，所述共用控制极连接到第二金属线。7.根据权利要求6所述的静电防护器件，其特征在于，所述阳极金属线和所述阴极金属线沿所述第一方向延伸、且分别位于所述第一金属线和所述第二金属线之间。8.根据权利要求4所述的静电防护器件，其特征在于，所述衬底具有外接电极，所述外接电极围绕所述第三阳极设置，且所述外接电极接地。9.根据权利要求1所述的静电防护器件，其特征在于，所述第一型阱为P型阱，所述第二型阱为N型阱；所述共用控制极、所述第一阴极和所述第二阴极具有N型掺杂离子，所述第一阳极、所述第二阳极、所述第一控制极和所述第二控制极具有P型掺杂离子。10.根据权利要求9所述的静电防护器件，其特征在于，所述第一阴极、所述第二型阱和所述第一控制极组成第一晶体管，所述第一阳极、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯毅，朱文琼，
申请(专利权)人：武汉市聚芯微电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：