【技术实现步骤摘要】
本公开涉及半导体制造，更具体地，涉及一种静电防护电路、静电防护器件及其制造方法。
技术介绍
1、静电放电(electro-static discharge，esd)防护器件是一种电压钳位型过压保护器件，当被保护电路出现瞬态高能量浪涌脉冲时，能以纳秒到皮秒级的速度迅速开启，将两极间的高阻抗变成低阻抗，能够吸收几瓦到数千瓦的浪涌功率，从而避免电子设备损坏。
2、可控硅整流器(silicon controlled rectifiers，scr)作为静电防护器件的结构之一，具有电流泄放效率高、自身抗静电能力强、静态漏电低、寄生电容小的优点，但其触发电压高，维持电压vh只有1～2v，低于被保护器件的工作电压易造成闩锁问题，电源保护电路的工作电压一般在3.3v以上，导致可控硅整流器不适合应用在电源保护电路。因此为了提高可控硅整流器的抗闩锁能力，必须将维持电压vh提升到电源工作电压之上。
3、因此，研究出一款维持电压vh可调控的新型静电防护器件是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本公开的目的在于提供一种静电防护电路、静电防护器件及其制造方法，通过让横向可控硅整流器结构与纵向的维持电压提升模块串联，以适应绝大部分的维持电压的应用场景。
2、根据本公开实施例的第一方面，提供了一种静电防护电路，包括：
3、第一静电防护单元与第二静电防护单元，所述第一静电防护单元与所述第二防护单元均包括：
4、第一晶体管、第
5、第二电阻和第一二极管，所述第二电阻串联在所述第一晶体管的发射极与所述第一二极管的阴极之间；
6、所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个还包括维持电压提升模块，所述维持电压提升模块的一端连接所述第二晶体管的发射极，另一端连接所述第一二极管的阳极，
7、所述第一晶体管为pnp三极管，所述第二晶体管为npn三极管，
8、其中，所述第一静电防护单元的所述第一晶体管的发射极连接第一电位，所述第二静电防护单元的所述第一晶体管的发射极连接第二电位，所述第一静电防护单元的所述第一二级管的阳极与所述第二静电防护单元的所述第一二级管的阳极相连，
9、当所述第一电位大于所述第二电位时，电流经过所述第一静电防护单元的所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第一电阻以及所述第二静电防护单元的所述第一二极管和所述第二电阻的路径以释放静电，所述第二静电防护单元的所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第一电阻以及所述第一静电防护单元的所述第一二极管和所述第二电阻的路径反向截止，
10、当所述第一电位小于所述第二电位时，电流经过所述第二静电防护单元的所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第一电阻以及所述第一静电防护单元的所述第一二极管和所述第二电阻的路径以释放静电，所述第一静电防护单元的所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第一电阻以及所述第二静电防护单元的所述第一二极管和所述第二电阻的路径反向截止。
11、可选地，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述维持电压提升模块为第三电阻，
12、所述第三电阻的一端连接所述第二晶体管的发射极，另一端连接所述第一二极管的阳极。
13、可选地，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述维持电压提升模块为第三电阻与第二二极管，
14、所述第三电阻的一端连接所述第二晶体管的发射极，另一端连接所述第二二极管的阴极，所述第二二极管的阳极连接所述第一二极管的阳极。
15、可选地，所述第二二极管为稳压二极管。
16、可选地，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述维持电压提升模块为第三电阻与第三晶体管，
17、所述第三电阻的一端连接所述第二晶体管的发射极，另一端连接所述第三晶体管的发射极，所述第三晶体管的集电极连接所述第一二极管的阳极，所述第三晶体管的基极悬空。
18、可选地，所述第三晶体管为pnp三极管。
19、可选地，所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个还包括触发电压降低模块，所述触发电压降低模块的一端连接所述第二晶体管的集电极，另一端连接所述第二晶体管的发射极或基极。
20、可选地，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述触发电压降低模块为第三二极管，
21、所述第三二极管的阴极连接所述第二晶体管的集电极，所述第三二极管的阳极连接所述第二晶体管的发射极。
22、可选地，所述第三二极管为稳压二极管。
23、可选地，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述触发电压降低模块为第四晶体管，
24、所述第四晶体管的集电极连接所述第二晶体管的集电极，
25、所述第四晶体管的发射极连接所述第二晶体管的基极，
26、所述第四晶体管的基极悬空，
27、其中，所述第一晶体管的发射极还连接所述第二晶体管的集电极。
28、可选地，所述第四晶体管为npn三极管。
29、可选地，所述静电防护电路的维持电压的范围包括3～37v。
30、可选地，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第一电阻用于构成可控硅整流器结构。
31、可选地，所述可控硅整流器结构包括多个并联的可控硅整流器单元，每个所述可控硅整流器单元包括所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第一电阻。
32、可选地，所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的结构相同。
33、根据本公开实施例的第二方面，提供了一种静电防护器件，包括：第一静电防护单元与第二静电防护单元，所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元均包括：
34、衬底；
35、第一外延层，位于所述衬底上；
36、第二外延层，位于所述第一外延层上；
37、第一阱区与第二阱区，位于所述第二外延层中；
38、第一掺杂区与第二掺杂区，位于所述第一阱区中；
39、第三掺杂区与第四掺杂区，位于所述第二阱区中；
40、第一隔离结构，自所述第二外延层表面延伸至所述衬底中，以将所述第一阱区与所述纵向连接区隔开、将所述第二阱区与所述纵向连接区隔开；
41、隔离层，位于所述第二外延层上；
42、第一导电层，位于所述隔离层上，所述第一导电层通过连接柱电连接所述第三掺杂区、所述第四掺杂区和所述纵向连接区；以及
43、第二导电层，位于所述隔离层上，所述第二导电层通过连接柱电连接所述第一掺杂区与所述第二掺杂区；
【技术保护点】
1.一种静电防护电路，包括第一静电防护单元与第二静电防护单元，所述第一静电防护单元与所述第二防护单元均包括：
2.根据权利要求1所述的静电防护电路，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述维持电压提升模块为第三电阻，
3.根据权利要求1所述的静电防护电路，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述维持电压提升模块为第三电阻与第二二极管，
4.根据权利要求3所述的静电防护电路，其中，所述第二二极管为稳压二极管。
5.根据权利要求1所述的静电防护电路，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述维持电压提升模块为第三电阻与第三晶体管，
6.根据权利要求5所述的静电防护电路，其中，所述第三晶体管为PNP三极管。
7.根据权利要求1至6任一项所述的静电防护电路，其中，所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个还包括触发电压降低模块，所述触发电压降低模块的一端连接所述第二晶体管的集电极，另一端连接所述第二晶体管的发射极或基极。>
8.根据权利要求7所述的静电防护电路，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述触发电压降低模块为第三二极管，
9.根据权利要求8所述的静电防护电路，其中，所述第三二极管为稳压二极管。
10.根据权利要求7所述的静电防护电路，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述触发电压降低模块为第四晶体管，
11.根据权利要求10所述的静电防护电路，其中，所述第四晶体管为NPN三极管。
12.根据权利要求1至6任一项所述的静电防护电路，其中，所述静电防护电路的维持电压的范围包括3～37V。
13.根据权利要求1至6任一项所述的静电防护电路，其中，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第一电阻用于构成可控硅整流器结构。
14.根据权利要求13所述的静电防护电路，其中，所述可控硅整流器结构包括多个并联的可控硅整流器单元，每个所述可控硅整流器单元包括所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第一电阻。
15.根据权利要求1所述的静电防护电路，其中，所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的结构相同。
16.一种静电防护器件，包括第一静电防护单元与第二静电防护单元，所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元均包括：
17.根据权利要求16所述的静电防护器件，其中，所述第二外延层、所述第一阱区、所述第二掺杂区、所述第二阱区、所述第三掺杂区和第四掺杂区用于构成互补型的第一晶体管与第二晶体管，所述第一晶体管为PNP三极管，所述第二晶体管为NPN三极管，
18.根据权利要求16所述的静电防护器件，其中，所述纵向连接区包括多个沟槽，多晶硅填充结构填充在所述沟槽中并形成扩散区，所述多晶硅填充结构自所述第二外延层表面向所述衬底方向延伸；
19.根据权利要求17所述的静电防护器件，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述纵向连接区自所述第二外延层表面延伸至所述衬底中，
20.根据权利要求19所述的静电防护器件，其中，所述第三电阻的一端连接所述第二晶体管的发射极，另一端连接所述第一二极管的阳极。
21.根据权利要求17所述的静电防护器件，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述纵向连接区自所述第二外延层表面延伸至所述衬底中，
22.根据权利要求17所述的静电防护器件，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，还包括第一埋层，位于所述衬底与所述第一外延层交界处并位于所述衬底与所述第一外延层中，
23.根据权利要求21或22所述的静电防护器件，其中，所述第三电阻的一端连接所述第二晶体管的发射极，另一端连接所述第二二极管的阴极，所述第二二极管的阳极连接所述第一二极管的阳极。
24.根据权利要求23所述的静电防护器件，其中，所述第二二极管为稳压二极管。
25.根据权利要求17所述的静电防护器件，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中还包括：
26.根据权利要求25所述的静电防护器件，其中，所述第三晶体管为PNP三极管。
27.根据权利要求25所述的静电防护器件，其中，所述第三电阻的一端连接所述第二晶体管的发射极，另一端连接所述第三晶体管的发射极，所述第三晶体管的集电极连接所述第一二极管的阳极，所述第三晶体管的基极...
【技术特征摘要】
1.一种静电防护电路，包括第一静电防护单元与第二静电防护单元，所述第一静电防护单元与所述第二防护单元均包括：
2.根据权利要求1所述的静电防护电路，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述维持电压提升模块为第三电阻，
3.根据权利要求1所述的静电防护电路，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述维持电压提升模块为第三电阻与第二二极管，
4.根据权利要求3所述的静电防护电路，其中，所述第二二极管为稳压二极管。
5.根据权利要求1所述的静电防护电路，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述维持电压提升模块为第三电阻与第三晶体管，
6.根据权利要求5所述的静电防护电路，其中，所述第三晶体管为pnp三极管。
7.根据权利要求1至6任一项所述的静电防护电路，其中，所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个还包括触发电压降低模块，所述触发电压降低模块的一端连接所述第二晶体管的集电极，另一端连接所述第二晶体管的发射极或基极。
8.根据权利要求7所述的静电防护电路，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述触发电压降低模块为第三二极管，
9.根据权利要求8所述的静电防护电路，其中，所述第三二极管为稳压二极管。
10.根据权利要求7所述的静电防护电路，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述触发电压降低模块为第四晶体管，
11.根据权利要求10所述的静电防护电路，其中，所述第四晶体管为npn三极管。
12.根据权利要求1至6任一项所述的静电防护电路，其中，所述静电防护电路的维持电压的范围包括3～37v。
13.根据权利要求1至6任一项所述的静电防护电路，其中，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第一电阻用于构成可控硅整流器结构。
14.根据权利要求13所述的静电防护电路，其中，所述可控硅整流器结构包括多个并联的可控硅整流器单元，每个所述可控硅整流器单元包括所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第一电阻。
15.根据权利要求1所述的静电防护电路，其中，所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的结构相同。
16.一种静电防护器件，包括第一静电防护单元与第二静电防护单元，所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元均包括：
17.根据权利要求16所述的静电防护器件，其中，所述第二外延层、所述第一阱区、所述第二掺杂区、所述第二阱区、所述第三掺杂区和第四掺杂区用于构成互补型的第一晶体管与第二晶体管，所述第一晶体管为pnp三极管，所述第二晶体管为npn三极管，
18.根据权利要求16所述的静电防护器件，其中，所述纵向连接区包括多个沟槽，多晶硅填充结构填充在所述沟槽中并形成扩散区，所述多晶硅填充结构自所述第二外延层表面向所述衬底方向延伸；
19.根据权利要求17所述的静电防护器件，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述纵向连接区自所述第二外延层表面延伸至所述衬底中，
20.根据权利要求19所述的静电防护器件，其中，所述第三电阻的一端连接所述第二晶体管的发射极，另一端连接所述第一二极管的阳极。
21.根据权利要求17所述的静电防护器件，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述纵向连接区自所述第二外延层表面延伸至所述衬底中，
22.根据权利要求17所述的静电防护器件，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，还包括第一埋层，位于所述衬底与所述第一外延层交界处并位于所述衬底与所述第一外延层中，
23.根据权利要求21或22所述的静电防护器件，其中，所述第三电阻的一端连接所述第二晶体管的发射极，另一端连接所述第二二极管的阴极，所述第二二极管的阳极连接所述第一二极管的阳极。
24.根据权利要求23所述的静电防护器件，其中，所述第二二极管为稳压二极管。
25.根据权利要求17所述的静电防护器件，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中还包括：
26.根据权利要求25所述的静电防护器件，其中，所述第三晶体管为pnp三极管。
27.根据权利要求25所述的静电防护器件，其中，所述第三电阻的一端连接所述第二晶体管的发射极，另一端连接所述第三晶体管的发射极，所述第三晶体管的集电极连接所述第一二极管的阳极，所述第三晶体管的基极悬空。
28.根据权利要求17所述的静电防护器件，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中还包括第二隔离结构，自所述第二外延层的表面延伸至所述衬底中，
29.根据权利要求17所述的静电防护器件，其中，所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元均包括可控硅整流器结构，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第一电阻用于构成可控硅整流器结构，所述可控硅整流器结构包括至少一个可控硅整流器单元，每个所述可控硅整流器单元包括所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第一电阻，
30.根据权利要求29所述的静电防护器件，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述可控硅整流器结构仅包括一个可控硅整流器单元，所述第二阱区环绕所述第一阱区，所述第一隔离结构环绕所述第二阱区，所述纵向连接区环绕所述第一隔离结构；
31.根据权利要求29所述的静电防护器件，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述可控硅整流器结构包括多个可控硅整流器单元，多个可控硅整流器单元并联，在每个所述可控硅整流器单元中，所述第一阱区与所述第二阱区沿所述第一方向交替分布，
32.根据权利要求29所述的静电防护器件，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中，所述可控硅整流器结构包括多个可控硅整流器单元，多个可控硅整流器单元并联，在每个可控硅整流器单元中，所述第二阱区环绕所述第一阱区，所述第二掺杂区、所述第三掺杂区、所述第四掺杂区依次环绕所述第一掺杂区；或者，所述第二掺杂区、所述第四掺杂区、所述第三掺杂区依次环绕所述第一掺杂区；
33.根据权利要求30所述的静电防护器件，其中，在所述仅包括一个可控硅整流器单元的静电防护单元中还包括第三隔离结构，自所述第二外延层的表面延伸至所述衬底中，所述第三隔离结构位于所述第一掺杂区和所述第二掺杂区之间并环绕所述第一掺杂区，以分隔所述可控硅整流器结构、所述维持电压提升模块的路径和所述第一二极管、所述第二电阻的路径。
34.根据权利要求17-22、25-33任一项所述的静电防护器件，其中，在所述第一静电防护单元与所述第二静电防护单元的至少一个中还包括第五掺杂区，位于所述第二外延层中的所述第一阱区和所述第二阱区之间，并分别与所述第一阱区和所述第二阱区连接，
35.根据权利要求34所述的静电防护器件，其中，所述第五掺杂区的数量为多个，且分隔设置。
36.根据权利要求34所述的静电防护器件，其中，所述第三二极管的阴极连...
【专利技术属性】
技术研发人员：喻洋，刘宪成，
申请(专利权)人：杭州士兰集昕微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。