【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及静电防护领域，特别涉及一种低触发高维持电压的可控硅静电防护器件及其制作方法。
技术介绍
1、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。esd设计窗口是产品工程师在进行esd防护设计时需要重点考虑的问题，其中包括触发电压vt1、触发电流it1、维持电压vh、维持电流ih、失效电压vt2、失效电流it2、导通电阻ron。esd防护器件的触发电压要小于核心电路被保护端口的最高耐压即漏源击穿电压，通常触发电压要低最高耐压的10％～20％；esd防护器件的维持电压要高于核心电路正常工作电压的1.1～1.2倍，保护核心电路不会因为esd防护器件始终保持开启状态而无法关断形成闩锁；esd防护器件的失效电流it2是衡量esd防护器件鲁棒性强弱程度的重要参数之一，表示esd防护器件所能承受的最大电流，并且如果要对核心电路进行有效防护，在达到失效电流it2时，esd防护器件的钳位电压要小于被保护端口的最高耐压；esd防护器件的导通电阻ron是器件进入维持点以后的电阻特性，跟维持电压vh、维持电流ih、失效电压vt2、失效电流it2有关，根据欧姆定律可知导通电阻ron表示为失效电压vt2、维持电压vh差值与失效电流it2、维持电流ih差值的比值；人体模式hbm将人体的等效电阻视为1.5kω，hbm防护等级为1500倍的it2。
2、esd引起失效的模式分别有硬失效、软失效、潜在失效。而引起这些失效的原因又可以
3、传统单向可控硅器件与其他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。
4、传统单向低触发电压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脉冲加在单向低触发电压可控硅阳极时，n+注入与p型浅阱形成反偏pn结。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，电流流经p型浅阱/p型衬底，通过寄生电阻流向阴极。p型浅阱的寄生电阻两端压降相当于三极管npn1的基极压降，当这个电压高于横向npn1三极管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pnp三极管提供基极电流，pnp三极管也开启后，形成一种正反馈机制，使scr路径完全开启。所以就算之后没有雪崩电流，由于scr路径开启，也可以泄放大电流。单向低触发电压可控硅能够为工作信号正电压的电路提供静电防护。但是由于其触发电压高，维持电压低容易造成闩锁，需要在设计的时候重点考虑。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种低触发高维持的可控硅静电防护器件及其制作方法并应用于0～5.5v工作电压的esd防护网络设计。
2、本专利技术解决上述问题的技术方案是：
3、第一方面，本专利技术实施例提供了一种低触发高维持的可控硅静电防护器件，包括p型衬底；所述p型衬底中设有n型埋层；所述n型埋层上方为n型深阱；所述n型深阱上从左至右依次设有第一n阱、第一p阱与第二n阱。所述n型深阱上从左往右依次设有第一n阱与第一p阱与第二n阱；所述第一n阱上之后从左往右依次设有第一n+注入、第一p+注入；所述第一p阱上之后从左往右依次设有第二p+注入、第二n+注入和第一栅极、第三n+注入、第二栅极；在第一n阱与第一浅p阱之间有第四n+注入；所述第二n阱上设有n+注入。所述第一栅极在第二n+注入与第三n+注入之间，第二栅极在第二n+注入与第四n+注入之间。
4、所述第一n阱中的第一n+注入、第一p+注入与所述第二n阱中的n+注入三个电极均连接在一起并做器件的阳极；第一p阱中的第三n+注入与第二栅极两个电极连接在一起并做器件的阴极；第一p阱中的第一p+注入与第二n+注入与第三栅极三者通过金属线连接在一起，不接电位。
5、优选地，有四个场氧隔离区；第一场氧隔离区在第一n+注入和第一p+注入区之间，第二场氧隔离区在第一p+注入和第二p+注入之间，第三场氧在第二p+注入和第二n+注入之间，第四场氧在第四n+注入和第五n+注入之间；
6、优选地，所述第一场氧隔离区位于第一n阱表面；第二场氧隔离区跨接于第一n阱、第一p阱表面；第三场氧隔离区位于第一p阱表面；第四场氧隔离区位于第二n阱表面；
7、优选地，当高压esd脉冲到达器件的阳极，器件的阴极接低电位时，第一p+注入区、第一n阱、第一p阱构成纵向pnp型三极管，第一n阱、第一p阱、第三n+注入构成横向npn型三极管结构，第三n+注入、第一p阱、第五n+注入构成了横向npn型三极管。
8、优选地，当高压esd脉冲到达器件的阳极，器件的阴极接低电位时，存在两个击穿面，一是第一n阱与第二p阱组成的反偏pn结，二是第一p阱与第四n+注入组成的反偏pn结，由与第二击穿面的bv更低，且其阴阳极间距更短，所以由第二击穿面率先发生雪崩击穿。发生雪崩击穿后，esd电流通过第五n+注入、第二n阱、第四n+注入、第一p阱、第三n+注入流入阴极。并在第一p阱的等效电阻上形成电压降，当电压降达到0.7v时，右侧横向npn型三极管导通并为左侧纵向pnp三极管提供基极电流进而促进其导通，形成正反馈效应，此时器件被成功触发。
9、优选地，在第一p阱中设有nmos，esd电流在第一p阱的等效电阻上形成电压降，当电压降达到mos管阈值电压时，nmos沟道打开，形成了一条由第一p+注入区、第一n阱、第一p阱构成纵向pnp型三极管串联nmos的表面路径，可有效地抑制scr泄放路径的正反馈效应，提高器件的维持电压。
10、优选地，所述第二注入p+的尺寸s1可调，当s1距离增加时，器件的维持电压增大。
11、第二方面，本专利技术实施例提供了一种低触发高维持的可控硅静电防护器件的制作方法，包括以下步骤：
12、步骤一：在p型衬底中形成n型埋层；
13、步骤二：在n型埋层上方生成一块n型深阱；
14、步骤三：在第一n型深阱里生成第一n阱与第一p阱；
15、步骤四：在第一n阱上从左至右依次生成第一n+注入、第一p+注入；在第一p阱上从左至右依次生成第二p+注入、第二n+注入、第一栅极、第三n+注入与第二栅极；在第一p阱与第二n阱之间生成一块跨接两阱的第四n+注入区；
16、步骤五：在第一n阱上的第一n+注入与第一p+注入之间形成第一场氧隔离区，在跨接第一n阱上的第一p+注入与和第一p阱上的第二p+注入之间生成第二场氧，在第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低触发高维持电压的可控硅静电防护器件，其特征在于：包括P型衬底；
2.根据权利要求1所述的低触发高维持电压的可控硅静电防护器件，其特征在于：有四个场氧隔离区；第一场氧隔离区在第一N+注入和第一P+注入区之间，第二场氧隔离区在第一P+注入和第二P+注入之间，第三场氧在第二P+注入和第二N+注入之间，第四场氧在第四N+注入和第五N+注入之间。
3.根据权利要求2所述的场氧隔离区，其特征在于：所述第一场氧隔离区位于第一N阱表面；第二场氧隔离区跨接于第一N阱、第一P阱表面；第三场氧隔离区位于第一P阱表面；第四场氧隔离区位于第二N阱表面。
4.根据权利要求1所述的低触发高维持电压的可控硅静电防护器件，其特征在于：当高压ESD脉冲到达器件的阳极，器件的阴极接低电位时，第一P+注入区、第一N阱、第一P阱构成纵向PNP型三极管，第一N阱、第一P阱、第三N+注入构成横向NPN型三极管结构，第三N+注入、第一P阱、第五N+注入构成了横向NPN型三极管。
5.根据权利要求1所述的低触发高维持电压的可控硅静电防护器件，其特征在于：当高压ESD脉冲到
6.根据权利要求1所述的低触发高维持电压的可控硅静电防护器件，其特征在于：在第一P阱中设有NMOS，ESD电流在第一P阱的等效电阻上形成电压降，当电压降达到MOS管阈值电压时，NMOS沟道打开，形成了一条由第一P+注入区、第一N阱、第一P阱构成纵向PNP型三极管串联NMOS的表面路径，可有效地抑制SCR泄放路径的正反馈效应，提高器件的维持电压。
7.根据权利要求1所述的低触发高维持电压的可控硅静电防护器件，其特征在于：所述第二注入P+的尺寸S1可调，当S1距离增加时，器件的维持电压增大。
8.一种低触发高维持电压的可控硅静电防护器件的制作方法，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的低触发高维持的可控硅静电防护器件的制作方法，其特征在于，所述步骤一之前还包括如下步骤：在P型衬底上生长一层二氧化硅薄膜，之后淀积一层氮化硅；旋涂光刻胶层于晶圆上，加掩膜版对其进行曝光以及显影，形成隔离浅槽；将二氧化硅、氮化硅和隔离浅槽进行刻蚀，去除光刻胶层，淀积一层二氧化硅，然后进行化学机抛光，直到氮化硅层为止，去除掉氮化硅层。
...【技术特征摘要】
1.一种低触发高维持电压的可控硅静电防护器件，其特征在于：包括p型衬底；
2.根据权利要求1所述的低触发高维持电压的可控硅静电防护器件，其特征在于：有四个场氧隔离区；第一场氧隔离区在第一n+注入和第一p+注入区之间，第二场氧隔离区在第一p+注入和第二p+注入之间，第三场氧在第二p+注入和第二n+注入之间，第四场氧在第四n+注入和第五n+注入之间。
3.根据权利要求2所述的场氧隔离区，其特征在于：所述第一场氧隔离区位于第一n阱表面；第二场氧隔离区跨接于第一n阱、第一p阱表面；第三场氧隔离区位于第一p阱表面；第四场氧隔离区位于第二n阱表面。
4.根据权利要求1所述的低触发高维持电压的可控硅静电防护器件，其特征在于：当高压esd脉冲到达器件的阳极，器件的阴极接低电位时，第一p+注入区、第一n阱、第一p阱构成纵向pnp型三极管，第一n阱、第一p阱、第三n+注入构成横向npn型三极管结构，第三n+注入、第一p阱、第五n+注入构成了横向npn型三极管。
5.根据权利要求1所述的低触发高维持电压的可控硅静电防护器件，其特征在于：当高压esd脉冲到达器件的阳极，器件的阴极接低电位时，存在两个击穿面，一是第一n阱与第二p阱组成的反偏pn结，二是第一p阱与第四n+注入组成的反偏pn结，由与第二击穿面的bv更低，且其阴阳极间距更短，所以由第二击穿面率先发生雪崩击穿；发生雪崩击穿后，e...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨健，董鹏，陈浩天，李幸，
申请(专利权)人：湖南静芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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