本發(fā)明涉及半導(dǎo)體,特別是涉及一種靜電保護(hù)裝置、制備方法及電子產(chǎn)品。
背景技術(shù):
1、失效分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,esd(electro-static?discharge,靜電釋放)/eos(electrical?over?stress,電氣過(guò)應(yīng)力)造成了高達(dá)37%的集成電路失效,esd事件每年對(duì)電子產(chǎn)業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)100億美元。因此,提高芯片本身對(duì)esd事件的抵抗能力是降低經(jīng)濟(jì)損失和提高產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵。
2、ggnmos和gdpmos能夠?qū)㈦娏髀窂綇臇艠O下方薄薄的一層轉(zhuǎn)移到更深層的阱區(qū),拓寬了電流通路、增大了散熱面積,器件能夠在esd大電流的沖擊下完好無(wú)損。因此,esd?mos是一種非常重要的esd器件。
3、根據(jù)“當(dāng)電路處于正常工作狀態(tài)時(shí),esd保護(hù)器件必須保持關(guān)閉”的原則,esd設(shè)計(jì)窗口的下限應(yīng)該高于被保護(hù)電路正常工作電壓vdd,為了設(shè)計(jì)的可靠性需要預(yù)留10%的裕量,即窗口下限為1.1vdd。另外,esd設(shè)計(jì)窗口的上限需要根據(jù)被保護(hù)電路的最小擊穿電壓bv決定,同樣,窗口上限也應(yīng)保證10%的設(shè)計(jì)裕量,即窗口上限為0.9bv。圖1所示為具有回滯特性器件的esd設(shè)計(jì)窗口;圖2所示為無(wú)回滯特性器件的esd設(shè)計(jì)窗口。其中,it2為esd的二次擊穿電流,在esd事件中,當(dāng)電流達(dá)到二次擊穿電流it2時(shí),esd保護(hù)器件可能發(fā)生不可逆的損壞,是衡量器件在esd事件中能夠安全泄放電流的最大值;二次擊穿電流it2越大,esd保護(hù)器件的防護(hù)能力越強(qiáng)。
4、目前esd?mos的二次擊穿電流it2普遍較低,且面積大、成本高,如何提高二次擊穿電流、減小面積和成本已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題之一。
5、應(yīng)該注意,上面對(duì)技術(shù)背景的介紹只是為了方便對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說(shuō)明,并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本發(fā)明的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),本發(fā)明的目的在于提供一種靜電保護(hù)裝置、制備方法及電子產(chǎn)品,用于解決現(xiàn)有技術(shù)中esd?mos的二次擊穿電流低、面積大、成本高等問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的,本發(fā)明提供一種靜電保護(hù)裝置,所述靜電保護(hù)裝置至少包括:
3、襯底、第一阱區(qū)、第二阱區(qū)、第三阱區(qū)、源區(qū)、漏區(qū)及柵極結(jié)構(gòu);
4、所述第一阱區(qū)、所述第二阱區(qū)及所述第三阱區(qū)形成于所述襯底中,且所述第一阱區(qū)位于所述第二阱區(qū)與所述第三阱區(qū)之間;所述柵極結(jié)構(gòu)形成于所述第一阱區(qū)上;所述源區(qū)包括形成于所述第二阱區(qū)與所述第一阱區(qū)中的第一摻雜區(qū)域;
5、其中,所述漏區(qū)包括形成于所述第三阱區(qū)與所述第一阱區(qū)中的第二摻雜區(qū)域以及形成于所述第三阱區(qū)中的第三摻雜區(qū)域和第四摻雜區(qū)域,所述第三摻雜區(qū)域及所述第四摻雜區(qū)域沿著溝道長(zhǎng)度方向依次排布在所述第二摻雜區(qū)域外側(cè),漏端電極設(shè)置于所述第三摻雜區(qū)域及所述第四摻雜區(qū)域上;所述第二摻雜區(qū)域上覆蓋有金屬硅化物阻擋層;或者,所述漏區(qū)包括形成于所述第三阱區(qū)與所述第一阱區(qū)中的第五摻雜區(qū)域以及形成于所述第三阱區(qū)中的第六摻雜區(qū)域、第七摻雜區(qū)域和第八摻雜區(qū)域,所述第六摻雜區(qū)域、所述第七摻雜區(qū)域及所述第八摻雜區(qū)域沿著溝道寬度方向依次排布在所述第五摻雜區(qū)域外側(cè),漏端電極設(shè)置于所述第六摻雜區(qū)域、所述第七摻雜區(qū)域及所述第八摻雜區(qū)域上;所述第五摻雜區(qū)域上覆蓋有金屬硅化物阻擋層;
6、所述襯底、所述第一阱區(qū)、所述第三摻雜區(qū)域及所述第七摻雜區(qū)域具有第一導(dǎo)電類(lèi)型,所述第二阱區(qū)、所述第三阱區(qū)、所述第一摻雜區(qū)域、所述第二摻雜區(qū)域、所述第四摻雜區(qū)域、所述第五摻雜區(qū)域、所述第六摻雜區(qū)域及所述第八摻雜區(qū)域具有第二導(dǎo)電類(lèi)型。
7、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的,本發(fā)明還提供一種靜電保護(hù)裝置,所述靜電保護(hù)裝置至少包括:
8、襯底、第一阱區(qū)、第二阱區(qū)、第三阱區(qū)、源區(qū)、漏區(qū)及柵極結(jié)構(gòu);
9、所述第一阱區(qū)、所述第二阱區(qū)及所述第三阱區(qū)形成于所述襯底中,且所述第一阱區(qū)位于所述第二阱區(qū)與所述第三阱區(qū)之間;所述柵極結(jié)構(gòu)形成于所述第一阱區(qū)上;所述源區(qū)包括形成于所述第二阱區(qū)與所述第一阱區(qū)中的第一摻雜區(qū)域;
10、其中,所述漏區(qū)包括形成于所述第三阱區(qū)與所述第一阱區(qū)中的第二摻雜區(qū)域以及形成于所述第三阱區(qū)中的第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)、第三摻雜區(qū)域及第四摻雜區(qū)域,所述第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)位于所述第二摻雜區(qū)域外側(cè),所述第三摻雜區(qū)域及所述第四摻雜區(qū)域沿著溝道長(zhǎng)度方向依次排布在所述第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)外側(cè),漏端電極設(shè)置于所述第三摻雜區(qū)域及所述第四摻雜區(qū)域上;或者,所述漏區(qū)包括形成于所述第三阱區(qū)與所述第一阱區(qū)中的第五摻雜區(qū)域以及形成于所述第三阱區(qū)中的第二淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)、第六摻雜區(qū)域、第七摻雜區(qū)域和第八摻雜區(qū)域;所述第二淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)位于所述第五摻雜區(qū)域外側(cè),所述第六摻雜區(qū)域、所述第七摻雜區(qū)域及所述第八摻雜區(qū)域沿著溝道寬度方向依次排布在所述第二淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)外側(cè),漏端電極設(shè)置于所述第六摻雜區(qū)域、所述第七摻雜區(qū)域及所述第八摻雜區(qū)域上;
11、所述襯底、所述第一阱區(qū)、所述第三摻雜區(qū)域及所述第七摻雜區(qū)域具有第一導(dǎo)電類(lèi)型,所述第二阱區(qū)、所述第三阱區(qū)、所述第一摻雜區(qū)域、所述第二摻雜區(qū)域、所述第四摻雜區(qū)域、所述第五摻雜區(qū)域、所述第六摻雜區(qū)域及所述第八摻雜區(qū)域具有第二導(dǎo)電類(lèi)型。
12、更可選地,所述襯底中還設(shè)置有體區(qū)。
13、更可選地,所述第二阱區(qū)內(nèi)還形成有第三淺溝槽隔離結(jié)構(gòu),所述第三淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)位于所述第一摻雜區(qū)域外側(cè)。
14、更可選地,所述第一導(dǎo)電類(lèi)型為p型,所述第二導(dǎo)電類(lèi)型為n型;或者,所述第一導(dǎo)電類(lèi)型為n型,所述第二導(dǎo)電類(lèi)型為p型。
15、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的,本發(fā)明還提供一種靜電保護(hù)裝置的制備方法,用于制備上述靜電保護(hù)裝置,所述靜電保護(hù)裝置的制備方法至少包括:
16、1)提供一襯底,于所述襯底內(nèi)形成第一阱區(qū)、第二阱區(qū)及第三阱區(qū);
17、2)于所述第一阱區(qū)上采用多晶硅柵工藝形成柵極結(jié)構(gòu);
18、3)于步驟2)形成的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行源漏注入;
19、4)于漏區(qū)靠近溝道的n型摻雜區(qū)域上形成金屬硅化物阻擋層;
20、5)于步驟4)形成的結(jié)構(gòu)上形成各端電極。
21、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的,本發(fā)明還提供一種靜電保護(hù)裝置的制備方法,用于制備上述靜電保護(hù)裝置,所述靜電保護(hù)裝置的制備方法至少包括:
22、1)提供一襯底,通過(guò)淺溝槽隔離工藝形成漏區(qū)中的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu),并在所述襯底內(nèi)形成第一阱區(qū)、第二阱區(qū)及第三阱區(qū);
23、2)于所述第一阱區(qū)上采用多晶硅柵工藝形成柵極結(jié)構(gòu);
24、3)于步驟2)形成的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行源漏注入;
25、4)于步驟3)形成的結(jié)構(gòu)上各端電極。
26、更可選地,步驟1)中還通過(guò)淺溝槽隔離工藝形成源區(qū)的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu),以定義有源區(qū)。
27、更可選地,步驟3)中還通過(guò)離子注入形成體區(qū)。
28、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的,本發(fā)明還提供一種電子產(chǎn)品,所述電子產(chǎn)品至少包括:上述靜電保護(hù)裝置。
29、如上所述,本發(fā)明的靜電保護(hù)裝置、制備方法及電子產(chǎn)品,具有以下有益效果:
30、1、本發(fā)明的靜電保護(hù)裝置及電子產(chǎn)品通過(guò)在esd?mos中集成scr結(jié)構(gòu),使得電流在更深的位置流過(guò),進(jìn)而提高二次擊穿電流。
31、2、本發(fā)明的靜電保護(hù)裝置采用覆蓋sab的摻雜區(qū)作為限流電阻,使得多指器件電流分布均勻,進(jìn)一步提高二次擊穿電流。
32、3、本發(fā)明的靜電保護(hù)裝置及電子產(chǎn)品將漏區(qū)的n+、p+、n+區(qū)域在縱向上交替排列,通過(guò)版圖優(yōu)化有效減小靜電保護(hù)裝置的面積,減小成本。
33、4、本發(fā)明的靜電保護(hù)裝置通過(guò)淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)在阱區(qū)中形成限流電阻,減少光罩的使用,進(jìn)而減小光罩成本。
34、5、本發(fā)明的靜電保護(hù)裝置的制備方法完全兼容cmos工藝,不增加成本。