专利汇可以提供一种全对称LDMOS触发SCR结构的双向高压ESD防护器件专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种全对称LDMOS触发SCR结构的双向高压ESD防护器件,属于集成 电路 的 静电放电 防护及抗浪涌领域。所述防护器件主要由一P衬底、深N阱、第一P阱、N阱、第二P阱、第一P+注入区、第一N+注入区、第一多晶 硅 栅、第一薄栅 氧 化层、第一场氧隔离区、第二P+注入区、第二场氧隔离区、第二 多晶硅 栅、第二薄栅氧化层、第二N+注入区和第三P+注入区构成。本发明通过嵌入两个NLDMOS,构成开态NLDMOS和关态NLDMOS 串联 的辅助触发SCR 电流 路径,提高器件的耐压能 力 ,使器件满足高压电源域的ESD防护需求增强器件的ESD鲁棒性,提高器件单位面积泄放效率,降低寄生SCR结构中的基区载流子浓度,提高器件的维持 电压 。,下面是一种全对称LDMOS触发SCR结构的双向高压ESD防护器件专利的具体信息内容。
1.一种高压ESD防护器件,其特征在于:是结构对称的能够防护双向电流静电放电的LDMOS触发SCR结构,主要由一P衬底(101)、深N阱(102)、第一P阱(103)、N阱(104)、第二P阱(105)、第一P+注入区(106)、第一N+注入区(107)、第一多晶硅栅(108)、第一薄栅氧化层(109)、第一场氧隔离区(110)、第二P+注入区(111)、第二场氧隔离区(112)、第二多晶硅栅(113)、第二薄栅氧化层(114)、第二N+注入区(115)和第三P+注入区(116)构成;
在P衬底(101)的表面区域设有深N阱(102),深N阱(102)的左侧边缘与P衬底(101)的左侧边缘相连,深N阱(102)的右侧边缘与P衬底(101)的右侧边缘相连;
在深N阱(102)的表面区域从左到右依次设有第一P阱(103)、N阱(104)和第二P阱(105),第一P阱(103)的左侧边缘与深N阱(102)的左侧边缘相连,第一P阱(103)的右侧边缘与N阱(104)的左侧边缘相连,N阱(104)的右侧边缘与第二P阱(105)的左侧边缘相连,第二P阱(105)的右侧边缘与深N阱(102)的右侧边缘相连;
在第一P阱(103)的表面区域,从左到右依次设有第一P+注入区(106)和第一N+注入区(107),第一P+注入区(106)和第一N+注入区(107)之间设有一安全间距,第一多晶硅栅(108)覆盖在第一薄栅氧化层(109)和部分第一场氧隔离区(110)的表面区域上,第一多晶硅栅(108)及其覆盖的第一薄栅氧化层(109)和第一场氧隔离区(110)横跨在第一P阱(103)和N阱(104)的表面区域,且第一N+注入区(107)的右侧边缘与第一多晶硅栅(108)的左侧边缘相连;
在N阱(104)的表面区域设有第二P+注入区(111),第一场氧隔离区(110)的右侧边缘与第二P+注入区(111)的左侧边缘相连;第二多晶硅栅(113)覆盖在部分第二场氧隔离区(112)和第二薄栅氧化层(114)的表面区域上,第二多晶硅栅(113)及其覆盖的第二场氧隔离区(112)和第二薄栅氧化层(114)横跨在N阱(104)和第二P阱(105)的表面区域,且第二P+注入区(111)的右侧边缘和第二场氧隔离区(112)的左侧边缘相连;
在第二P阱(105)的表面区域从左到右依次设有第二N+注入区(115)和第三P+注入区(116),第二多晶硅栅(113)的右侧边缘和第二N+注入区(115)的左侧边缘相连,第二N+注入区(115)和第三P+注入区(116)之间设有一安全间距;
第一P+注入区(106)与第一金属1(201)相连,第一N+注入区(107)与第二金属1(202)相连,第一多晶硅栅(108)与第三金属1(203)相连,第二多晶硅栅(113)与第四金属1(204)相连,第二N+注入区(115)与第五金属1(205)相连,第三P+注入区(116)与第六金属1(206)相连;
第一金属1(201)、第二金属1(202)和第三金属1(203)均与第一金属2(207)相连,从第一金属2(207)引出第一电极(301);
第四金属1(204)、第五金属1(205)和第六金属1(206)均与第二金属2(208)相连,从第二金属2(208)引出第二电极(302)。
2.如权利要求1所述的一种高压ESD防护器件,其特征在于:当第一电极受到电学应力作用时,由第一P阱(103)、第一N+注入区(107)、第一多晶硅栅(108)及其覆盖的第一薄栅氧化层(109)和N阱(104)构成开态NLDMOS,由N阱(104)、第二场氧隔离区(112)、第二多晶硅栅(113)、第二薄栅氧化层(114)、第二P阱(105)和第二N+注入区(115)构成关态NLDMOS,由第一P+注入区(106)、第一P阱(103)、N阱(104)、第二P阱(105)和第二N+注入区(105)构成SCR电流导通路径,由开态NLDMOS和关态NLDMOS构成一串联辅助触发SCR的电流路径,可增强器件的ESD鲁棒性,第二场氧隔离区(112)可提高器件的耐压能力,器件可满足高压电源域的ESD防护需求。
3.如权利要求1所述的一种高压ESD防护器件,其特征在于:在第二P+注入区(111)与N阱(104)之间,能够形成一耗尽势垒层,降低寄生SCR结构中的基区渡越载流子浓度,从而提高器件的维持电压。
4.如权利要求1所述的一种高压ESD防护器件,其特征在于:器件剖面结构呈以第二P+注入区(111)为中心的左右完全对称的版图与电路结构,当在器件的第一电极与第二电极之间,无论施加正向与反向的电学应力,器件内部在正向电学应力作用下的内部电学特性与反向电学应力作用下的内部电学特性相同,具有双向过压、过流防护或抗浪涌功能。
5.权利要求1~4任一所述的一种高压ESD防护器件在高压ESD防护中的应用。
6.含有权利要求1~4任一所述的一种高压ESD防护器件的集成电路。
7.制造权利要求1~4任一所述的一种高压ESD防护器件的方法。
8.一种高压ESD防护方法,其特征在于,嵌入两个LDMOS,构成开态NLDMOS和关态NLDMOS串联的辅助触发SCR电流路径,其中,场氧隔离区能够提高器件的耐压能力,可满足电路高工作电压及宽电源域的ESD防护需求,利用SCR结构的电流导通路径,可增强器件的ESD鲁棒性,提高器件单位面积泄放效率;通过在NLDMOS漏端嵌入的P+注入区,可降低寄生SCR结构中的基区渡越载流子浓度,可提高器件的维持电压;完全对称的器件结构使器件实现双向ESD防护或抗浪涌功能。
9.根据权利要求8所述的一种高压ESD防护方法,其特征在于,制备如下结构的器件,并将所得器件用于防护;
是结构对称的能够防护双向电流静电放电的LDMOS触发SCR结构,主要由一P衬底(101)、深N阱(102)、第一P阱(103)、N阱(104)、第二P阱(105)、第一P+注入区(106)、第一N+注入区(107)、第一多晶硅栅(108)、第一薄栅氧化层(109)、第一场氧隔离区(110)、第二P+注入区(111)、第二场氧隔离区(112)、第二多晶硅栅(113)、第二薄栅氧化层(114)、第二N+注入区(115)和第三P+注入区(116)构成;
在P衬底(101)的表面区域设有深N阱(102),深N阱(102)的左侧边缘与P衬底(101)的左侧边缘相连,深N阱(102)的右侧边缘与P衬底(101)的右侧边缘相连;
在深N阱(102)的表面区域从左到右依次设有第一P阱(103)、N阱(104)和第二P阱(105),第一P阱(103)的左侧边缘与深N阱(102)的左侧边缘相连,第一P阱(103)的右侧边缘与N阱(104)的左侧边缘相连,N阱(104)的右侧边缘与第二P阱(105)的左侧边缘相连,第二P阱(105)的右侧边缘与深N阱(102)的右侧边缘相连;
在第一P阱(103)的表面区域,从左到右依次设有第一P+注入区(106)和第一N+注入区(107),第一P+注入区(106)和第一N+注入区(107)之间设有一安全间距,第一多晶硅栅(108)覆盖在第一薄栅氧化层(109)和部分第一场氧隔离区(110)的表面区域上,第一多晶硅栅(108)及其覆盖的第一薄栅氧化层(109)和第一场氧隔离区(110)横跨在第一P阱(103)和N阱(104)的表面区域,且第一N+注入区(107)的右侧边缘与第一多晶硅栅(108)的左侧边缘相连;
在N阱(104)的表面区域设有第二P+注入区(111),第一场氧隔离区(110)的右侧边缘与第二P+注入区(111)的左侧边缘相连;第二多晶硅栅(113)覆盖在部分第二场氧隔离区(112)和第二薄栅氧化层(114)的表面区域上,第二多晶硅栅(113)及其覆盖的第二场氧隔离区(112)和第二薄栅氧化层(114)横跨在N阱(104)和第二P阱(105)的表面区域,且第二P+注入区(111)的右侧边缘和第二场氧隔离区(112)的左侧边缘相连;
在第二P阱(105)的表面区域从左到右依次设有第二N+注入区(115)和第三P+注入区(116),第二多晶硅栅(113)的右侧边缘和第二N+注入区(115)的左侧边缘相连,第二N+注入区(115)和第三P+注入区(116)之间设有一安全间距;
第一P+注入区(106)与第一金属1(201)相连,第一N+注入区(107)与第二金属1(202)相连,第一多晶硅栅(108)与第三金属1(203)相连,第二多晶硅栅(113)与第四金属1(204)相连,第二N+注入区(115)与第五金属1(205)相连,第三P+注入区(116)与第六金属1(206)相连;
第一金属1(201)、第二金属1(202)和第三金属1(203)均与第一金属2(207)相连,从第一金属2(207)引出第一电极(301);
第四金属1(204)、第五金属1(205)和第六金属1(206)均与第二金属2(208)相连,从第二金属2(208)引出第二电极(302)。
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