一種具有高維持電流強(qiáng)魯棒性的ldmos-scr結(jié)構(gòu)的esd自保護(hù)器件的制作方法
【專利摘要】一種具有高維持電流強(qiáng)魯棒性的LDMOS-SCR結(jié)構(gòu)的ESD自保護(hù)器件，可用于片上IC高壓ESD自保護(hù)電路。主要由P襯底、P阱、N阱、第一P+注入?yún)^(qū)、第一N+注入?yún)^(qū)、第二P+注入?yún)^(qū)、第三P+注入?yún)^(qū)、第二N+注入?yún)^(qū)、第一場氧隔離區(qū)、薄柵氧化層、第二場氧隔離區(qū)、第三場氧隔離區(qū)、第四場氧隔離區(qū)和多晶硅柵構(gòu)成。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的LDMOS-SCR結(jié)構(gòu)的ESD保護(hù)器件在高壓ESD脈沖作用下，可分別形成寄生LDMOS-SCR結(jié)構(gòu)和兩個二極管與LDMOS導(dǎo)電溝道相連的ESD電流泄放路徑，快速泄放ESD電流，提高器件觸發(fā)回滯后的維持電流和失效電流、增強(qiáng)器件的ESD魯棒性，適用于高壓電路的ESD自保護(hù)。
【專利說明】—種具有高維持電流強(qiáng)魯棒性的LDMOS-SCR結(jié)構(gòu)的ESD自保護(hù)器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路的靜電放電保護(hù)領(lǐng)域，涉及一種高壓ESD保護(hù)器件，具體涉及一種具有高維持電流強(qiáng)魯棒性的LDMOS-SCR結(jié)構(gòu)的ESD自保護(hù)器件，可用于提高片上IC高壓ESD保護(hù)的可靠性。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著功率集成技術(shù)的不斷發(fā)展，功率集成電路(IC)應(yīng)用范圍也愈來愈廣。橫向雙擴(kuò)散絕緣柵場效應(yīng)管(LDMOS)是上世紀(jì)末迅速發(fā)展起來不可缺少的的功率器件，在直流電源，馬達(dá)傳動，汽車電子等高壓、大功率電路系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。然而，隨著半導(dǎo)體功率集成工藝的快速發(fā)展，在工程應(yīng)用實(shí)踐中，功率集成電路遭受ESD的危害越來越嚴(yán)重，據(jù)調(diào)查，近37%的失效是由ESD引起的，因此，設(shè)計(jì)既具有高可靠性、強(qiáng)魯棒性、強(qiáng)抗閂鎖能力，又具有高效能比的高壓ESD保護(hù)器件，是整個電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一大技術(shù)難點(diǎn)。
[0003]近年來，人們利用功率器件大電流、耐高壓的特性，常采用LDMOS在智能功率IC的輸出端口既用作功率驅(qū)動管，又用作ESD自防護(hù)器件。然而，實(shí)踐證明，LDMOS器件的ESD保護(hù)性能較差，在高壓ESD脈沖的作用器件一旦觸發(fā)回滯，就遭到損壞，ESD魯棒性較弱，達(dá)不到國際電工委員會規(guī)定的電子產(chǎn)品要求人體模型不低于2000 V的靜電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)(IEC6000-4-2)。最近幾年，有人提出將SCR內(nèi)嵌LDMOS構(gòu)成LDMOS-SCR結(jié)構(gòu)的器件，用于高壓ESD保護(hù)，與普通LDMOS器件相比，雖然LDMOS-SCR器件的ESD魯棒性顯著提高，但維持電壓或者維持電流仍然較低，器件容易進(jìn)入閂鎖狀態(tài)。本發(fā)明提供了 一種新的LDMOS-SCR結(jié)構(gòu)的ESD自保護(hù)器件方案，它一方面可構(gòu)成LDMOS-SCR結(jié)構(gòu)的電流泄放路徑，不僅可以提高器件在有限版圖面積下的耐電壓能力，還能提高電流泄放效率，從而增強(qiáng)器件的ESD魯棒性。另一方面器件在觸發(fā)回滯后通過設(shè)計(jì)的兩個二極管與LDMOS導(dǎo)電溝道相連的ESD電流泄放路徑，不但能大幅提高器件的維持電流，避免進(jìn)入R鎖狀態(tài)，而且也能進(jìn)一步增強(qiáng)器件的ESD魯棒性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有的高壓ESD防護(hù)器件中普遍存在的ESD魯棒性弱、抗閂鎖能力不足等問題，本發(fā)明實(shí)例設(shè)計(jì)了一種具有高維持電流的強(qiáng)魯棒性LDMOS-SCR結(jié)構(gòu)的ESD自保護(hù)器件，既充分利用了 LDOMS器件能承受高壓擊穿的特點(diǎn)，又利用了器件通過特殊設(shè)計(jì)的P+注入、N阱、P阱和N+注入的版圖層次，使器件在高壓ESD脈沖作用下，形成SCR結(jié)構(gòu)的ESD電流泄放路徑，提高二次失效電流。同時通過綜合權(quán)衡及合理控制寄生二極管與LDMOS導(dǎo)電溝道等相關(guān)版圖參數(shù)，可得到耐高壓、高維持電流、強(qiáng)魯棒性的可適用于高壓IC電路的ESD保護(hù)器件。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種具有高維持電流強(qiáng)魯棒性的LDMOS-SCR結(jié)構(gòu)的ESD自保護(hù)器件，其包括具有兩條寄生SCR結(jié)構(gòu)和兩個二極管與LDMOS導(dǎo)電溝道相連接的ESD電流泄放路徑，以增強(qiáng)器件的ESD魯棒性和提高維持電流。其特征在于:主要由P襯底、P阱、N阱、第一 P+注入?yún)^(qū)、第一 N+注入?yún)^(qū)、第二 P+注入?yún)^(qū)、第三P+注入?yún)^(qū)、第二 N+注入?yún)^(qū)、第一場氧隔離區(qū)、薄柵氧化層、第二場氧隔離區(qū)、第三場氧隔離區(qū)、第三場氧隔離區(qū)和多晶硅柵構(gòu)成；
[0007]在所述P襯底的表面區(qū)域內(nèi)從左到右依次設(shè)有所述P阱和所述N阱；
[0008]所述P阱的表面區(qū)域內(nèi)從左到右依次設(shè)計(jì)所述第一場氧隔離區(qū)、所述第一 P+注入?yún)^(qū)、所述第一 N+注入?yún)^(qū)、所述第二 P+注入?yún)^(qū)；
[0009]所述第一場氧隔離區(qū)的左側(cè)邊緣與所述P襯底的左側(cè)邊緣相連，所述第一場氧隔離區(qū)的右側(cè)與所述第一 P+注入?yún)^(qū)的左側(cè)相連，所述第一 P+注入?yún)^(qū)的右側(cè)與所述第一 N+注入?yún)^(qū)的左側(cè)相連，所述第一 P+注入?yún)^(qū)的右側(cè)與所述第一 N+注入?yún)^(qū)的左側(cè)之間可以直接相連，也可以根據(jù)不同ESD保護(hù)的需求設(shè)定場氧隔離或淺隔離槽隔離，所述第一 N+注入?yún)^(qū)的右側(cè)與所述第二 P+注入?yún)^(qū)的左側(cè)相連，所述第一 N+注入?yún)^(qū)的右側(cè)與所述第二 P+注入?yún)^(qū)的左側(cè)可以直接相連，也可以保持某一定值的橫向間距，但必須保證所述第一 N+注入?yún)^(qū)的右側(cè)與所述第二 P+注入?yún)^(qū)的左側(cè)之間必須不能有場氧隔離或淺隔離槽隔離；
[0010]所述N阱表面部分區(qū)域內(nèi)依次設(shè)有所述第二場氧隔離區(qū)、所述第三P+注入?yún)^(qū)、所述第三場氧隔離區(qū)、所述第二 N+注入?yún)^(qū)和所述第四場氧隔離區(qū)；
[0011]所述多晶硅柵覆蓋在所述薄柵氧化層和部分所述第二場氧隔離區(qū)的表面部分區(qū)域，所述多晶硅柵及其覆蓋的所述薄柵氧化層和所述第二場氧隔離區(qū)橫跨在所述P阱和所述N阱的表面部分區(qū)域，且所述第二 P+的右側(cè)與所述多晶硅柵及其覆蓋的所述薄柵氧化層相連，所述第二場氧隔離區(qū)的右側(cè)與所述第三P+注入?yún)^(qū)的左側(cè)相連；
[0012]所述第三P+的右側(cè)與所述第三場氧隔離區(qū)的左側(cè)相連，所述第三場氧隔離區(qū)的右側(cè)與所述第二 N+注入?yún)^(qū)的左側(cè)相連，所述第二 N+注入?yún)^(qū)的右側(cè)與所述第四場氧隔離區(qū)的左側(cè)相連，所述第四場氧隔離區(qū)的右側(cè)與所述P襯底的右側(cè)邊緣相連；
[0013]所述第一 P+注入?yún)^(qū)與第一金屬I相連，所述第一 N+注入?yún)^(qū)與第一金屬2相連接，所述第二 P+注入?yún)^(qū)與第一金屬3相連接，所述多晶硅柵與第一金屬4相連接，所述第一金屬1、所述第一金屬2與第二金屬I相連，并從所述第二金屬I引出電極，用做器件的金屬陰極，所述第一金屬3和所述第一金屬4與第一金屬5相連，所述第三P+注入?yún)^(qū)與第一金屬6相連,所述第二 N+與所述第一金屬7相連,所述第一金屬6和所述第一金屬7與第二金屬2相連，并從所述第二金屬2引出電極，用作器件的金屬陽極。
[0014]本發(fā)明的有益技術(shù)效果為:
[0015](I)本發(fā)明實(shí)例器件充分利用了 LDMOS器件能夠承受高壓擊穿的特點(diǎn)，提高器件的耐高壓能力，通過所述金屬陽極、所述第三P+注入?yún)^(qū)、所述第N講、所述P講、所述第一N+注入?yún)^(qū)和所述金屬陰極構(gòu)成一條SCR結(jié)構(gòu)的ESD電流泄放路徑，以提高器件的二次失效電流、增強(qiáng)ESD魯棒性。
[0016](2)本發(fā)明實(shí)例利用所述金屬陽極、由所述第三P+注入?yún)^(qū)和所述N阱構(gòu)成一寄生二極管D1，由所述多晶硅柵及其覆蓋的柵薄氧化層和所述P阱之間構(gòu)成LDMOS導(dǎo)電溝道，由所述第二 P+注入?yún)^(qū)與所述第一 N+注入?yún)^(qū)構(gòu)成另一寄生二極管D2，由所述寄生二極管D1、所述LDMOS導(dǎo)電溝道和所述寄生二極管D2構(gòu)成的ESD電流泄放路徑，可以提高器件觸發(fā)回滯后的維持電流和失效電流，增強(qiáng)器件的ESD魯棒性。[0017](3)本發(fā)明實(shí)例器件還能通過調(diào)節(jié)所述多晶硅柵及其覆蓋的所述薄柵氧化層與所述P阱相連接表面的橫向長度，根據(jù)不同ESD設(shè)計(jì)窗口，得到能夠滿足工程實(shí)踐所需的維持電流和ESD魯棒性，使器件能應(yīng)用于不同需求的功率集成電路產(chǎn)品中的高壓ESD保護(hù)。
[0018]【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)例用于高壓ESD保護(hù)的電路連接圖；
[0021]圖3是本發(fā)明實(shí)例器件的ESD脈沖作用下的等效電路。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0023]本發(fā)明實(shí)例設(shè)計(jì)了一種具有高維持電流強(qiáng)魯棒性的LDMOS-SCR結(jié)構(gòu)的ESD自保護(hù)器件，既充分利用了 LDMOS器件耐高壓特點(diǎn)，又利用了 SCR器件低導(dǎo)通電阻、大電流泄放能力的特點(diǎn)，利用由兩個寄生二極管和LDMOS導(dǎo)電溝道相連形成的另一條電流導(dǎo)通路徑，一方面可以增大在器件觸發(fā)回滯后的維持電流；另一方面，還能增大器件導(dǎo)通后的ESD電流泄放能力，增強(qiáng)器件的ESD魯棒性。且通過調(diào)整某些關(guān)鍵的版圖尺寸參數(shù)，可使器件滿足不同需求的功率集成電路產(chǎn)品中的高壓ESD保護(hù)。
[0024]如圖1所示的本發(fā)明實(shí)例器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖面圖，具體為一種具有高維持電流強(qiáng)魯棒性的LDMOS-SCR結(jié)構(gòu)的ESD自保護(hù)器件，具有SCR結(jié)構(gòu)和兩二極管與LDMOS導(dǎo)電溝道相連接的兩條ESD電流泄放路徑，以增強(qiáng)器件的ESD魯棒性，提高維持電流。其特征在于:包括P襯底101、P阱102、N阱103、第一 P+注入?yún)^(qū)104、第一 N+注入?yún)^(qū)105、第二 P+注入?yún)^(qū)106、第三P+注入?yún)^(qū)107、第二 N+注入?yún)^(qū)108、第一場氧隔離區(qū)109、薄柵氧化層110、第二場氧隔離區(qū)111、第三場氧隔離區(qū)112、第四場氧隔離區(qū)113和多晶硅柵114構(gòu)成。
[0025]在所述P襯底101的表面區(qū)域內(nèi)從左到右依次設(shè)有所述P阱102和所述N阱103。
[0026]所述P阱102的表面區(qū)域內(nèi)從左到右依次設(shè)計(jì)所述第一場氧隔離區(qū)109、所述第一 P+注入?yún)^(qū)104、所述第一 N+注入?yún)^(qū)105、所述第二 P+注入?yún)^(qū)106。
[0027]所述第一場氧隔離區(qū)109的左側(cè)邊緣與所述P襯底101的左側(cè)邊緣相連，所述第一場氧隔離區(qū)109的右側(cè)與所述第一 P+注入?yún)^(qū)104的左側(cè)相連，所述第一 P+注入?yún)^(qū)104的右側(cè)與所述第一 N+注入?yún)^(qū)105的左側(cè)相連，所述第一 P+注入?yún)^(qū)104的右側(cè)與所述第一N+注入?yún)^(qū)105的左側(cè)之間可以直接相連，也可以根據(jù)不同ESD保護(hù)的需求設(shè)定場氧隔離或淺隔離槽隔離，以調(diào)節(jié)P阱102的寄生電阻，滿足不同需求的觸發(fā)電壓，所述第一N+注入?yún)^(qū)105的右側(cè)與所述第二 P+注入?yún)^(qū)106的左側(cè)相連，所述第一 N+注入?yún)^(qū)105的右側(cè)與所述第二 P+注入?yún)^(qū)106的左側(cè)可以直接相連，也可以保持某一定值的橫向間距，但必須保證所述第一 N+注入?yún)^(qū)105的右側(cè)與所述第二 P+注入?yún)^(qū)106的左側(cè)之間必須不能有場氧隔離或淺隔離槽隔離，以構(gòu)成一寄生二極管結(jié)構(gòu)。
[0028]所述N阱103表面部分區(qū)域內(nèi)依次設(shè)有所述第二場氧隔離區(qū)111、所述第三P+注入?yún)^(qū)107、所述第三場氧隔離區(qū)112、所述第二 N+注入?yún)^(qū)108和所述第四場氧隔離區(qū)113。
[0029]所述多晶硅柵114覆蓋在所述薄柵氧化層110和部分所述第二場氧隔離區(qū)111的表面部分區(qū)域，所述多晶硅柵114及其覆蓋的所述薄柵氧化層110和所述第二場氧隔離區(qū)111橫跨在所述P阱102和所述N阱103的表面部分區(qū)域，且所述第二 P+ 106的右側(cè)與所述多晶硅柵114及其覆蓋的所述薄柵氧化層110相連，所述第二場氧隔離區(qū)111的右側(cè)與所述第三P+注入?yún)^(qū)107的左側(cè)相連。
[0030]所述多晶硅柵114及其覆蓋的所述薄柵氧化層110與所述P阱102相連接表面的橫向長度可以根據(jù)不同ESD設(shè)計(jì)窗口的需求靈活調(diào)節(jié)，調(diào)整不同維持電流的值，以滿足多種場合的高壓ESD保護(hù)需求。
[0031]所述第三P+ 107的右側(cè)與所述第三場氧隔離區(qū)112的左側(cè)相連，所述第三場氧隔離區(qū)112的右側(cè)與所述第二 N+注入?yún)^(qū)108的左側(cè)相連，所述第二 N+注入?yún)^(qū)108的右側(cè)與所述第四場氧隔離區(qū)113的左側(cè)相連，所述第四場氧隔離區(qū)113的右側(cè)與所述P襯底101的右側(cè)邊緣相連。
[0032]所述第三P+注入?yún)^(qū)107和所述N阱103形成一寄生二極管，所述多晶硅柵114及其覆蓋的柵薄氧化層110和所述P阱102之間形成的導(dǎo)電溝道和所述第二 P+注入?yún)^(qū)106與所述第一 N+注入?yún)^(qū)105形成的另一寄生二極管，所述兩個寄生二極管和所述導(dǎo)電溝道構(gòu)成的另一條ESD電流泄放路徑，可以提高器件觸發(fā)回滯后的維持電流和器件的失效電流，可以增強(qiáng)器件的ESD魯棒性。
[0033]如圖2所示，所述第一 P+注入?yún)^(qū)104與第一金屬I 115相連，所述第一 N+注入?yún)^(qū)105與第一金屬2 116相連接,所述第二 P+注入?yún)^(qū)106與第一金屬3 117相連接,所述多晶娃柵114與第一金屬4 118相連接,所述第一金屬I 115、所述第一金屬2 116與第二金屬I 122相連，并從所述第二金屬I 122引出電極，用做器件的金屬陰極，接ESD脈沖的低電位。
[0034]所述第一金屬3 117和所述第一金屬4 118與第一金屬5 119相連，所述第三P+注入?yún)^(qū)107與第一金屬6 120相連，所述第二 N+ 108與所述第一金屬7 121相連，所述第一金屬6 120和所述第一金屬7 121與第二金屬2 123相連,并從所述第二金屬2 123引出電極，用作器件的金屬陽極，接ESD脈沖的高電位。
[0035]如圖3所示，當(dāng)ESD脈沖作用于本發(fā)明實(shí)例器件時，所述金屬陽極接ESD脈沖高電位(方波脈沖)，所述金屬陰極接ESD脈沖低電位(接地)，此時本發(fā)明實(shí)例器件一方面當(dāng)所述P襯底101和所述P阱102上的電阻R2上的電壓上升至0.7 V時，寄生NPN管T2的發(fā)射極正偏，隨著ESD脈沖進(jìn)一步增大，所述N阱103與所述P阱102形成的反偏PN結(jié)內(nèi)的雪崩倍增效應(yīng)不斷增強(qiáng)，并導(dǎo)致空間電荷區(qū)內(nèi)少數(shù)載流子的濃度遠(yuǎn)超過多數(shù)載流子時，使所述N阱上的電阻Rl上的電壓也上升至0.7 V時，寄生PNP管Tl觸發(fā)開啟，形成由所述第三P+注入?yún)^(qū)107、所述N阱103、所述P襯底101、所述P阱102、所述第一 N+注入?yún)^(qū)105構(gòu)成的寄生SCR結(jié)構(gòu)泄放ESD電流。另一方面由所述第三P+注入?yún)^(qū)107和所述N阱103構(gòu)成一寄生二極管Dl，由所述多晶硅柵114及其覆蓋的所述柵薄氧化層110與所述P阱102構(gòu)成的LDMOS導(dǎo)電溝道和由所述第二 P+注入?yún)^(qū)106與所述第一 N+注入?yún)^(qū)105構(gòu)成的另一寄生二極管D2，所述寄生二極管Dl和所述LDMOS導(dǎo)電溝道與所述寄生二極管D2相連，形成第二條ESD電流泄放路徑，可以提高器件二次失效電流和維持電流，增強(qiáng)器件的ESD魯棒性。
[0036]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種具有高維持電流強(qiáng)魯棒性的LDMOS-SCR結(jié)構(gòu)的ESD自保護(hù)器件，其包括具有兩條分別由寄生LDM0S-SCR結(jié)構(gòu)和兩個二極管與LDMOS導(dǎo)電溝道相連接的ESD電流泄放路徑，以增強(qiáng)器件觸發(fā)回滯后的維持電流和失效電流，提高器件的ESD魯棒性，其特征在于:主要由P襯底(101)、P阱(102)、N阱(103)、第一 P+注入?yún)^(qū)(104)、第一 N+注入?yún)^(qū)(105)、第二P+注入?yún)^(qū)(106)、第三P+注入?yún)^(qū)(107)、第二N+注入?yún)^(qū)(108)、第一場氧隔離區(qū)(109)、薄柵氧化層(110)、第二場氧隔離區(qū)(111)、第三場氧隔離區(qū)(112)、第四場氧隔離區(qū)(113)和多晶硅柵(114)構(gòu)成； 在所述P襯底(101)的表面區(qū)域內(nèi)從左到右依次設(shè)有所述P阱(102)和所述N阱(103)； 所述P阱(102)的表面區(qū)域內(nèi)從左到右依次設(shè)計(jì)所述第一場氧隔離區(qū)(109)、所述第一P+注入?yún)^(qū)(104)、所述第一 N+注入?yún)^(qū)(105)、所述第二 P+注入?yún)^(qū)(106)； 所述第一場氧隔離區(qū)(109)的左側(cè)邊緣與所述P襯底(101)的左側(cè)邊緣相連，所述第一場氧隔離區(qū)(109)的右側(cè)與所述第一 P+注入?yún)^(qū)(104)的左側(cè)相連，所述第一 P+注入?yún)^(qū)(104)的右側(cè)與所述第一N+注入?yún)^(qū)(105)的左側(cè)相連，所述第一 P+注入?yún)^(qū)(104)的右側(cè)與所述第一 N+注入?yún)^(qū)(105)的左側(cè)之間可以直接相連，也可以根據(jù)ESD保護(hù)的不同需求設(shè)定場氧隔離或淺隔離槽隔離，所述第一 N+注入?yún)^(qū)(105)的右側(cè)與所述第二 P+注入?yún)^(qū)(106)的左側(cè)相連，所述第一 N+注入?yún)^(qū)(105)的右側(cè)與所述第二 P+注入?yún)^(qū)(106)的左側(cè)可以直接相連，也可以保持某一定值的橫向間距，但必須保證所述第一 N+注入?yún)^(qū)(105)的右側(cè)與所述第二 P+注入?yún)^(qū)(106)的左側(cè)之間不能有場氧隔離或淺隔離槽隔離； 所述N阱(103)表面部分區(qū)域內(nèi)依次設(shè)有所述第二場氧隔離區(qū)(111)、所述第三P+注入?yún)^(qū)(107)、所述第三場氧隔離區(qū)(112)、所述第二 N+注入?yún)^(qū)(108)和所述第四場氧隔離區(qū)`(113)； 所述多晶硅柵(114)覆蓋在所述薄柵氧化層(110)和部分所述第二場氧隔離區(qū)(111)的表面部分區(qū)域，所述多晶硅柵(114)及其覆蓋的所述薄柵氧化層(110)和所述第二場氧隔離區(qū)(111)橫跨在所述P阱(102)和所述N阱(103)的表面部分區(qū)域，且所述第二P+(106)的右側(cè)與所述多晶硅柵(114)及其覆蓋的所述薄柵氧化層(110)相連，所述第二場氧隔離區(qū)(111)的右側(cè)與所述第三P+注入?yún)^(qū)(107)的左側(cè)相連； 所述第三P+(107)的右側(cè)與所述第三場氧隔離區(qū)(112)的左側(cè)相連，所述第三場氧隔離區(qū)(112)的右側(cè)與所述第二 N+注入?yún)^(qū)(108)的左側(cè)相連，所述第二 N+注入?yún)^(qū)(108)的右側(cè)與所述第四場氧隔離區(qū)(113)的左側(cè)相連，所述第四場氧隔離區(qū)(113)的右側(cè)與所述P襯底(101)的右側(cè)邊緣相連； 所述第一 P+注入?yún)^(qū)(104)與第一金屬1(115)相連，所述第一 N+注入?yún)^(qū)(105)與第一金屬2(116)相連接，所述第二 P+注入?yún)^(qū)(106)與第一金屬3(117)相連接，所述多晶硅柵(114)與第一金屬4(118)相連接,所述第一金屬I(115)、所述第一金屬2(116)與第二金屬1(122)相連，并從所述第二金屬1(122)引出電極，用做器件的金屬陰極，所述第一金屬3(117)和所述第一金屬4(118)與第一金屬5(119)相連，所述第三P+注入?yún)^(qū)(107)與第一金屬6 (120)相連,所述第二 N+(108)與所述第一金屬7 (121)相連,所述第一金屬6 (120)和所述第一金屬7 (121)與第二金屬2 (123)相連,并從所述第二金屬2 (123)引出電極,用作器件的金屬陽極。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有高維持電流強(qiáng)魯棒性的LDMOS-SCR結(jié)構(gòu)的ESD自保護(hù)器件，其特征在于:所述金屬陽極、由所述第三P+注入?yún)^(qū)(107)和所述N阱(103)構(gòu)成一寄生二極管Dl，由所述多晶硅柵(114)及其覆蓋的柵薄氧化層(110)和所述P阱(102)之間構(gòu)成LDMOS導(dǎo)電溝道，由所述第二 P+注入?yún)^(qū)(106)與所述第一 N+注入?yún)^(qū)(105)構(gòu)成另一寄生二極管D2，由所述寄生二極管D1、所述LDMOS導(dǎo)電溝道和所述寄生二極管D2構(gòu)成的ESD電流泄放路徑，可以提高器件觸發(fā)回滯后的維持電流和失效電流，增強(qiáng)器件的ESD魯棒性。
3.如權(quán)利要求1所述的一種具有高維持電流強(qiáng)魯棒性的LDM0S-SCR結(jié)構(gòu)的ESD自保護(hù)器件，其特征在于:所述多晶硅柵(114)及其覆蓋的所述薄柵氧化層(110)與所述P阱(102)相連接表 面的橫向長度可以根據(jù)不同ESD設(shè)計(jì)窗口的需求靈活調(diào)節(jié)，以滿足多種場合的高壓ESD保護(hù)需求。
【文檔編號】H01L29/423GK203659861SQ201420033295
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】梁海蓮, 黃龍, 畢秀文, 顧曉峰, 董樹榮 申請人:江南大學(xué)