静电防护元件及芯片制造技术

本实用新型专利技术提供一种静电防护元件及芯片，该静电防护元件包括P型衬底；N掺杂区，形成于所述P型衬底上；第一N+掺杂区，形成于所述N掺杂区上；第一P+掺杂区，形成于所述N掺杂区上；第二N+掺杂区，形成于所述P衬底上，且形成于所述N掺杂区外；第二P+掺杂区，形成于所述P衬底上，且形成于所述N掺杂区外；第三N+掺杂区，形成于所述P衬底与所述N掺杂区上，且形成于所述第一P+掺杂区与所述第二N+掺杂区之间；以及栅极层，形成于所述第二N+掺杂区与所述第三N+掺杂区上。该静电防护元件的结构简单，占用的芯片面积较小。另外，该静电防护元件的电路结构能够将静电迅速导走，有效防止对其它元件造成伤害，具有静电防护能力好的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种半导体装置，特别是涉及一种静电防护元件及芯片。
技术介绍
在半导体装置中，静电放电(electrostatic discharge, ESD)现象常常会对芯片造成严重的损害，甚至造成芯片的报废。为了防止芯片受到静电放电的影响而受到损害，常用的方法是在芯片里面加入静电防护元件或者电路。然而常用的静电防护元件在占用芯片面积较小的情况下所具有的静电防护能力较差。如要达到较好的静电防护能力需要增加芯片的面积，从而增加成本。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种静电防护元件及其芯片，其在占用芯片面积较小的情况下具有较好的静电防护能力。一种静电防护元件，包括P型衬底；N掺杂区，形成于所述P型衬底上；第一 N+掺杂区，形成于所述N掺杂区上；第一 P+掺杂区，形成于所述N掺杂区上；第二 N+掺杂区，形成于所述P衬底上，且形成于所述N掺杂区外；第二 P+掺杂区，形成于所述P衬底上，且形成于所述N掺杂区外；第三N+掺杂区，形成于所述P衬底与所述N掺杂区上，且形成于所述第一 P+掺杂区与所述第二 N+掺杂区之间；以及栅极层，形成于所述第二 N+掺杂区与所述第三N+掺杂区上。在其中一个实施例中，所述N掺杂区为N型阱或N型缓冲区。在其中一个实施例中，所述第二 N+掺杂区与所述第三N+掺杂区之间的间隔小于所述第三N+掺杂区的中心与所述第一 P+掺杂区的靠近所述第三N+掺杂区的边缘之间的距离。—种芯片，包括静电防护元件和与静电防护元件相连的核心功能区，所述核心功能区设有实现该芯片功能的半导体器件，所述静电防护元件包括P型衬底；N掺杂区，形成于所述P型衬底上；第一 N+掺杂区，形成于所述N掺杂区上；第一 P+掺杂区，形成于所述N掺杂区上；第二 N+掺杂区，形成于所述P衬底上，且形成于所述N掺杂区外；第二 P+掺杂区，形成于所述P衬底上，且形成于所述N掺杂区外；第三N+掺杂区，形成于所述P衬底与所述N掺杂区上，且形成于所述第一 P+掺杂区与所述第二 N+掺杂区之间；以及栅极层，形成于所述第二 N+掺杂区与所述第三N+掺杂区上。在其中一个实施例中，所述N掺杂区为N型阱或N型缓冲区。在其中一个实施例中，所述第二 N+掺杂区与所述第三N+掺杂区之间的间隔小于所述第三N+掺杂区的中心与所述第一 P+掺杂区的靠近所述第三N+掺杂区的边缘之间的距离。在其中一个实施例中，所述第二 N+掺杂区与所述第三N+掺杂区之间的间隔小于所述核心功能区内的半导体器件的特征尺寸。[0011 ] 在其中一个实施例中，所述静电防护元件与所述芯片的输入焊盘或输出焊盘相电性连接。上述静电防护元件的结构简单，因此所占用的芯片面积较小。另外，该静电防护元件的电路结构能够在有静电的情况下，迅速将静电导走，有效防止对其它元件造成伤害，具有静电防护能力好的优点。附图说明图1为一个实施例的静电防护元件结构示意图；图2为一个实施例的静电防护元件标注尺寸后的示意图；图3为图1所示的一静电防护元件应用于芯片上的电路示意图。具体实施方式请参考图1，一个实施方式提供了一种静电防护元件100。该静电防护元件100包括P型衬底110、N掺杂区120、第一 N+掺杂区130、第一 P+掺杂区140、第二 N+掺杂区150、第二 P+掺杂区160、第三N+掺杂区170及栅极层180。其中，N掺杂区120形成于P型衬底110上。第一 N+掺杂区130形成于N掺杂区120上。第一 P+掺杂区140形成于N掺杂区120上。第二 N+掺杂区150形成于P衬底110上，且形成于N掺杂区120外。第二 P+掺杂区160，形成于P衬底110上，且形成于N掺杂区120外。第三N+掺杂区170形成于P衬底110与N掺杂区120上(即第三N+掺杂区170形成于P衬底110与N掺杂区120的交界处)，且形成于第一 P+掺杂区140与第二 N+掺杂区150之间。栅极层180形成于第二N+掺杂区150与第三N+掺杂区170上。该栅极层180与一般的金属氧化物半导体场效应晶体硅的栅极层的结构相同。在该实施例中，该静电防护元件100的N掺杂区120为N型阱或N型缓冲区。请参考图2，第二 N+掺杂区150的边缘与第三N+掺杂区170的边缘之间的间隔(此处的间隔是指第二 N+掺杂区150与第三N+掺杂区170相距最近的两条边之间的距离)为X。第三N+掺杂区170的中心与第一 P+掺杂区140的靠近第三N+掺杂区170的边缘之间的距离为Y。第三N+掺杂区170的长度为Z。第二 N+掺杂区150与第三N+掺杂区170的间隔X小于第三N+掺杂区170的中心与第一 P+掺杂区140的靠近第三N+掺杂区170的边缘之间的距离Y。另一个实施方式提供了一种芯片。该芯片包括前面实施例中的静电防护兀件100和与静电防护元件相连的核心功能区。该核心功能区设有实现该芯片功能的半导体器件。该静电防护元件100包括P型衬底110、N掺杂区120、第一 N+掺杂区130、第一 P+掺杂区140、第二 N+掺杂区150、第二 P+掺杂区160、第三N+掺杂区170及栅极层180。其中，N掺杂区120形成于P型衬底110上。第一 N+掺杂区130形成于N掺杂区120上。第一 P+掺杂区140形成于N掺杂区120上。第二 N+掺杂区150形成于P衬底110上，且形成于N掺杂区120外。第二 P+掺杂区160，形成于P衬底110上，且形成于N掺杂区120外。第三N+掺杂区170形成于P衬底110与N掺杂区120上(即第三N+掺杂区170形成于P衬底110与N掺杂区120的交界处)，且形成于第一 P+掺杂区140与第二 N+掺杂区150之间。栅极层180形成于第二 N+掺杂区150与第三N+掺杂区170上。该栅极层180与一般的金属氧化物半导体场效应晶体硅的栅极层的结构相同。另外，该静电防护元件100的N掺杂区120为N型阱或N型缓冲区。请参考图2，第二 N+掺杂区150与第三N+掺杂区170之间的间隔为X。第三N+掺杂区170的中心与第一 P+掺杂区140的靠近第三N+掺杂区170的边缘之间的距离为Y。第三N+掺杂区170的长度为Z。第二 N+掺杂区150与第三N+掺杂区170之间的间隔X小于第三N+掺杂区170的中心与第一 P+掺杂区140的靠近第三N+掺杂区170的边缘之间的距离Y。第二 N+掺杂区150与第三N+掺杂区170之间的间隔X小于核心功能区内的半导体器件的特征尺寸。请参考图3，该芯片的静电防护元件100的等效电路如图3中的静电防护电路210，该芯片的核心功能区的等效电路如图3中的核心功能区电路220。此处只画出了两个半导体器件来代替，核心功能区可以包括很多个半导体器件，这些半导体器件共同实现该芯片所需要的功能。该芯片上还设有焊盘230，焊盘230与静电防护电路210及核心功能区电路220相连。此处的第二 N+掺杂区150与第三N+掺杂区170之间的间隔X即小于核心功能区电路220中的P型晶体管或者N型晶体管的特征尺寸。另外，此处的焊盘230为输出焊盘，在其它实施例中，焊盘230也可以为输入焊盘。当有静电到达焊盘230时，静电会经过静电防护电路210被迅速导走，从而防止静电对核心功能区电路220内的半导体器件造成伤害。从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电防护元件，其特征在于，包括P型衬底；N掺杂区，形成于所述P型衬底上；第一N+掺杂区，形成于所述N掺杂区上；第一P+掺杂区，形成于所述N掺杂区上；第二N+掺杂区，形成于所述P衬底上，且形成于所述N掺杂区外；第二P+掺杂区，形成于所述P衬底上，且形成于所述N掺杂区外；第三N+掺杂区，形成于所述P衬底与所述N掺杂区上，且形成于所述第一P+掺杂区与所述第二N+掺杂区之间；以及栅极层，形成于所述第二N+掺杂区与所述第三N+掺杂区上。

【技术特征摘要】
1.一种静电防护元件，其特征在于，包括P型衬底；N掺杂区，形成于所述P型衬底上；第一 N+掺杂区，形成于所述N掺杂区上；第一 P+掺杂区，形成于所述N掺杂区上；第二 N+掺杂区，形成于所述P衬底上，且形成于所述N掺杂区外；第二 P+掺杂区，形成于所述P衬底上，且形成于所述N掺杂区外；第三N+掺杂区，形成于所述P衬底与所述N掺杂区上，且形成于所述第一 P+掺杂区与所述第二 N+掺杂区之间；以及栅极层，形成于所述第二 N+掺杂区与所述第三N+掺杂区上。2.根据权利要求1所述的静电防护元件，其特征在于，所述N掺杂区为N型阱或N型缓冲区。3.根据权利要求1或2所述的静电防护元件，其特征在于，所述第二N+掺杂区与所述第三N+掺杂区之间的间隔小于所述第三N+掺杂区的中心与所述第一 P+掺杂区的靠近所述第三N+掺杂区的边缘之间的距离。4.一种芯片，其特征在于，包括静电防护元件和与静电防护元件相连的核心功能区，所述核心功能区设有实现该芯片功能的半导体器件，所述静电防护元件包括P型衬底；N掺杂区，形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶兆屏，胥小平，朱志牛，沓世我，张富启，
申请(专利权)人：广东风华芯电科技股份有限公司，广东风华高新科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：