一種低觸發(fā)耐負壓的scr器件、工藝方法及應(yīng)用電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，尤其涉及一種低觸發(fā)耐負壓的SCR器件、工藝方法及ESD應(yīng)用電路。
【背景技術(shù)】
[0002]可控娃(Silicon Controlled Rectifier，SCR)器件由于低保持電壓特性，相對于其他靜電保護(ESD)器件具有更高的單位面積保護性能。
[0003]圖1示出了現(xiàn)有高觸發(fā)耐負壓的SCR器件的剖面結(jié)構(gòu)，該SCR器件結(jié)構(gòu)包括:P型襯底(PSUB) 1、在P型襯底I中通過摻雜形成的多個深注入P阱(DPWELL) 2、以及在每一深注入P阱2中通過摻雜形成的P+有源區(qū)(P+) 3，P型襯底I通過深注入P阱2，再通過P+有源區(qū)3接地；
[0004]該SCR器件結(jié)構(gòu)還包括:在P型襯底I中通過摻雜形成的深注入N阱(HDWELL) 4、在深注入N阱4中通過摻雜形成的多個N+有源區(qū)(N+) 5、以及在深注入N阱4中通過摻雜形成的多個P+有源區(qū)(P+) 6，在應(yīng)用時，深注入N阱4分別通過多個N+有源區(qū)5和多個P+有源區(qū)6連接至電位V;
[0005]該SCR器件結(jié)構(gòu)還包括:在深注入N阱4中通過摻雜形成的P阱(PWELL) 8、在P阱8中通過摻雜形成的多個N+有源區(qū)(N+) 7、以及在P阱8中通過摻雜形成的P+有源區(qū)(P+) 9，在應(yīng)用時，P阱8通過多個N+有源區(qū)7和P+有源區(qū)9連接至端口 PAD (晶圓上的壓焊點)。
[0006]在應(yīng)用時，P+有源區(qū)6作為發(fā)射極，深注入N阱4作為基極，P阱8作為集電極，構(gòu)成橫向PNP三極管；深注入N阱4作為集電極，P阱8作為基極，N+有源區(qū)7作為發(fā)射極，構(gòu)成縱向NPN三極管；電阻R為深注入N阱(HDWELL) 4的寄生電阻，電阻Rpwell為P阱(PffELL)8的寄生電阻。
[0007]這個橫向PNP三極管和縱向NPN三極管就構(gòu)成了 SCR器件的結(jié)構(gòu)，其等效電路如圖2所示，在ESD (Electro-Static discharge，靜電釋放)事件發(fā)生時，如果端口 PAD電壓高于V點電壓，可通過P阱8和深注入N阱4之間的PN結(jié)放電，如果V點電壓高于端口 PAD電壓，并且達到深注入N阱4和P阱8形成的PN結(jié)的反向擊穿電壓后，PN結(jié)被擊穿，電流由深注入N阱4流入P阱8，橫向PNP和縱向NPN都通，SCR器件被觸發(fā)。
[0008]從該結(jié)構(gòu)可以看出，SCR器件的觸發(fā)是通過反向擊穿PN結(jié)來實現(xiàn)的，觸發(fā)SCR器件需要端口 PAD與V點之間電壓超過深注入N阱4和P阱8之間的PN結(jié)的反向擊穿電壓。
[0009]但現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成該PN結(jié)的兩個阱的摻雜濃度都比較低，因此反向擊穿電壓較高，導(dǎo)致觸發(fā)電壓一般為30?50V，而芯片內(nèi)部柵氧化層擊穿電壓明顯低于這個觸發(fā)電壓，導(dǎo)致ESD器件起不到保護作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種耐負壓并具有低觸發(fā)電壓的SCR器件，旨在解決現(xiàn)有SCR器件觸發(fā)電壓高于芯片內(nèi)部柵氧化層擊穿電壓，無法實現(xiàn)有效的ESD防護的問題。
[0011]本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種低觸發(fā)耐負壓的SCR器件，包括:
[0012]襯底、在所述襯底中形成的第一深注入阱、以及在所述第一深注入阱中形成的第一有源區(qū)；
[0013]在所述襯底中形成的第二深注入阱、在所述第二深注入阱中形成的第二有源區(qū)、以及在所述第二深注入阱中形成的第一有源區(qū)，所述第二深注入阱通過所述第二有源區(qū)連接至V點電壓端；
[0014]在所述第二深注入阱中形成的第二阱、在所述第二深注入阱中形成的第一阱、所述第二阱位于所述第一阱的外圈且與所述第一阱形成一交界，在所述第一阱和所述第二阱的交界處同時向所述第一阱和所述第二阱注入形成的第一有源區(qū)、在所述第一阱中形成的第二有源區(qū)，以及在所述第一阱中形成的第一有源區(qū)，所述第一阱通過所述第一有源區(qū)連接至PAD端口 ；
[0015]所述第一深注入阱和所述第二深注入阱的摻雜類型相反；
[0016]所述第一有源區(qū)和所述第二有源區(qū)的摻雜類型相反；
[0017]所述第一阱和所述第二阱的摻雜類型相反；
[0018]所述第一有源區(qū)具有高摻雜濃度。
[0019]本發(fā)明實施例的另一目的在于，提供一種采用上述低觸發(fā)耐負壓的SCR器件的ESD應(yīng)用電路，所述ESD應(yīng)用電路還包括:
[0020]二極管、耐正壓的SCR器件、降低所述耐正壓的SCR器件觸發(fā)電壓的觸發(fā)電路；
[0021]所述低觸發(fā)耐負壓的SCR器件的PAD端為所述ESD應(yīng)用電路的輸入端，所述低觸發(fā)耐負壓的SCR器件的V點電壓端同時與所述二極管的陰極、所述耐正壓的SCR器件的陽極連接，所述二極管的陽極和所述耐正壓的SCR器件的陰極同時接地，所述觸發(fā)電路的輸入端為所述ESD應(yīng)用電路的輸出端與所述低觸發(fā)耐負壓的SCR器件的V點電壓端連接，所述觸發(fā)電路的輸出端接地，所述觸發(fā)電路的襯底與所述耐正壓的SCR器件的襯底連接；。
[0022]本發(fā)明實施例的另一目的在于，提供一種低觸發(fā)耐負壓的SCR器件的工藝方法，所述工藝方法包括下述步驟:
[0023]在襯底中通過注入形成第二深注入阱；
[0024]在襯底中通過注入形成第一深注入阱；
[0025]在所述第二深注入阱中通過注入形成第二阱；
[0026]在所述第二深注入阱中通過注入形成第一阱，所述第二阱位于所述第一阱的外圈且與所述第一阱形成一交界；
[0027]分別在所述第二深注入阱和所述第一阱中通過注入形成第二有源區(qū)；
[0028]分別在所述第一深注入阱、所述第二深注入阱、所述第一阱中通過注入形成第一有源區(qū)，并且在所述第一阱和所述第二阱的交界處同時向所述第一阱和所述第二阱注入形成第一有源區(qū)；
[0029]所述第一深注入阱和所述第二深注入阱的摻雜類型相反；
[0030]所述第一有源區(qū)和所述第二有源區(qū)的摻雜類型相反；
[0031]所述第一阱和所述第二阱的摻雜類型相反；
[0032]所述第一有源區(qū)具有高摻雜濃度。
[0033]本發(fā)明實施例提供了的耐負壓并具有低觸發(fā)電壓的SCR器件，能夠有效降低耐負壓SCR器件的觸發(fā)電壓，使觸發(fā)電壓低于芯片內(nèi)部柵氧化層擊穿電壓，從而實現(xiàn)在承受負壓的條件下有效的ESD防護，并且通過觸發(fā)電路降低耐正壓的SCR器件的觸發(fā)電壓，從而實現(xiàn)在承受正壓的條件下有效的ESD防護。
【附圖說明】
[0034]圖1為現(xiàn)有高觸發(fā)耐負壓的SCR器件剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖2為現(xiàn)有高觸發(fā)耐負壓的SCR器件的等效電路原理圖；
[0036]圖3為本發(fā)明實施例提供的低觸發(fā)耐負壓的SCR器件的剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0037]圖4為本發(fā)明實施例提供的低觸發(fā)耐負壓的SCR器件的等效電路原理圖；
[0038]圖5為本發(fā)明實施例提供的ESD應(yīng)用電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0039]圖6為本發(fā)明實施例提供的低觸發(fā)耐負壓的SCR器件的工藝方法流程結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0040]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0041]本發(fā)明實施例提供了的耐負壓并具有低觸發(fā)電壓的SCR器件，能夠有效降低耐負壓SCR器件的觸發(fā)電壓，使觸發(fā)電壓低于芯片內(nèi)部柵氧化層擊穿電壓，從而實現(xiàn)有效的ESD防護的設(shè)計要求。
[0042]一種低觸發(fā)耐負壓的SCR器件，所述SCR器件包括:
[0043]襯底、在所述襯底中形成的第一深注入阱、以及在所述第一深注入阱中形成的第一有源區(qū)；
[0044]在所述襯底中形成的第二深注入阱、在所述第二深注入阱中形成的第二有源區(qū)、以及在所述第二深注入阱中形成的第一有源區(qū)，所述第二深注入阱通過所述第二有源區(qū)連接至V點電壓端；
[0045]在所述第二深注入阱中形成的第二阱、在所述第二深注入阱中形成的第一阱、所述第二阱位于所述第一阱的外圈且與所述第一阱形成一交界，在所述第一阱和所述第二阱的交界處同時向所述第一阱和所述第二阱注入形成的第一有源區(qū)、在所述第一阱中形成的第二有源區(qū)，以及在所述第一阱中形成的第一有源區(qū)，所述第一阱通過所述第一有源區(qū)連接至PAD端口 ；
[0046]所述第一深注入阱和所述第二深注入阱的摻雜類型相反；
[0047]所述第一有源區(qū)和所述第二有源區(qū)的摻雜類型相反；
[0048]所述第一阱和所述第二阱的摻雜類型相反；
[0049]所述第一有源區(qū)具有高摻雜濃度。
[0050]本發(fā)明實施例提供了的耐負壓并具有低觸發(fā)電壓的SCR器件，能夠有效降低耐負壓SCR器件的觸發(fā)電壓，使觸發(fā)電壓低于芯片內(nèi)部柵氧化層擊穿電壓，從而實現(xiàn)在承受負壓的條件下有效的ESD防護，并且通過觸發(fā)電路降低耐正壓的SCR器件的觸發(fā)電壓，從而實現(xiàn)在承受正壓的條件下有效的ESD