本实用新型专利技术公开了一种新型的静电放电防护装置，包括具有第一导电类型的P外延层和具有第二导电类型的N衬底。所述的P外延层制作在N衬底的上方。这样两层的结构设计使得该静电放电防护装置拥有两条ESD泄放路径。在低电流条件下，ESD电流通过P外延层，在高电流条件下，ESD电流主要通过N衬底。这样做的好处是通过P外延层内结构的设计来获得可调的触发电压，在高电流条件下将ESD电流导向N衬底来获得高鲁棒性和高维持电压。本实用新型专利技术提供的一种新型的静电放电防护装置，具有高鲁棒性，高维持电压，触发电压可调的特点。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种新型的静电放电防护装置，属于集成电路静电防护
技术介绍
随着半导体工艺技术的发展，出现了越来越多的功能多样化的集成电路。为了适应各种电子系统的应用需求，这些集成电路往往具有不同的工作电压。此外，为了减少印刷电路板上的元器件个数，提高电子系统整体的可靠性，越来越多的功能电路被集成在单片的集成电路中做成集成的片上系统。这种片上系统集成电路本身就拥有不同工作电压的管脚。为了提高集成电路的可靠性，无论是片上系统集成电路还是其他特定功能的集成电路，需要有对应于不同工作电压的静电放电防护装置，即静电放电防护装置需要不同的触发电压。如果静电放电防护装置的触发电压大于集成电路管脚的失效电压，那么它将不能提供有效的防护；如果静电放电防护装置的触发电压小于集成电路管脚的工作电压，那么它将影响集成电路的正常工作。因此集成电路设计人员需要选用具有合适触发电压的静电放电防护装置来设计可靠的集成电路。这也使得相应的静电放电防护装置设计人员需开发不同结构的装置来满足上述要求。但是在一个半导体工艺上集成具有多种触发电压的不同的静电放电防护装置需要花费大量的研发时间，而且这也使得对半导体器件不熟悉的集成电路设计人员需要花费较多的时间去考虑如何选用合适的静电放电防护装置。对于制作在单片集成电路上的片上系统，在许多应用场合中要求其ESD防护能力达到系统级的ESD防护能力。这就要求设计的用于片上防护的ESD防护装置有较高的鲁棒性（即较高的ESD电流泄放能力），足够高的维持电压来防止系统工作时由ESD事件引起的栓锁问题。这种片上系统单片集成电路往往是制作在SOI（Silicon On Insulator，绝缘硅）材料上，但是SOI材料的散热性能比较差导致传统的ESD防护装置的鲁棒性较低，无法满足系统级ESD防护要求。
技术实现思路
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本技术提供一种新型的静电放电防护装置。技术方案：为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种新型的静电放电防护装置，包括具有第一导电类型的P外延层（201）和具有第二导电类型的N衬底（101）；所述的P外延层（201）制作在N衬底（101）的上方；所述的N衬底上从左到右依次设置有三个埋氧层（102），规划出阳极区和阴极区；在阳极区内设置第一导电类型的P埋层（104），P埋层（104）与中间的埋氧层（102）相连，与左侧的埋氧层（102）留有间距；在阴极区设置第一导电类型的P阱（103），P阱（103）与中间的埋氧层（102）和右侧的埋氧层（102）均相连；所述的P外延层（201）制作在N衬底（101）的上方，与N衬底（101）相连；在P外延层的左侧和右侧均制作有STI氧化层（202）隔离；两个氧化层（202）之间是装置的有源区，有源区的横向位置包含了所述的阳极区和阴极区的位置；在P外延层（201）上所述的阳极区和阴极区各设有一个N+注入区（203）；阳极区的N+注入区（203）的右侧与中间的埋氧层（102）相连，且超过了中间的埋氧层（102）的边界；阴极区的N+注入区（203）的左侧与中间的埋氧层（102）相连，且超过了中间的埋氧层（102）的边界；两个N+注入区（203）不相连，中间设置有P外延层（201）；在所述的P外延层（201）表面上还制作了氧化层（204），将P外延层（201）与上方的电气连接金属进行隔离；在氧化层的阳极区和阴极区还制作了接触孔，在接触孔内制作金属电极（205），分别与阳极区和阴极区的N+注入区（203）形成欧姆接触，并将阳极区和阴极区引出。作为优选方案，还包括：P+注入区，所述阳极区的N+注入区（203）右侧还依次设置有氧化层（202）、P+注入区（206），所述氧化层（202）、P+注入区（206）均设置在P阱（103）上表面；所述P+注入区（206）上表面也设置有接触孔，所述接触孔内制作金属电极（205），分别与阳极区N+注入区（203），阴极区的N+注入区（203）和P+注入区（206）形成欧姆接触，并将阳极区和阴极区引出。作为优选方案，还包括栅结构，所述栅结构包括与P外延层（201）的大小对准的栅氧化层（301），在所述的栅氧化层（301）的上方制作有多晶硅或者金属材料的栅电极（303），在栅氧化层和栅电极的两侧均制作有栅侧墙（302）；栅氧化层（301）、栅电极（303）和栅侧墙（302）构成一个完整的栅结构。有益效果：本技术提供的一种新型的静电放电防护装置，包括具有第一导电类型的P外延层和具有第二导电类型的N衬底。所述的P外延层制作在N衬底的上方。这样两层的结构设计使得该静电放电防护装置拥有两条ESD泄放路径。在低电流条件下，ESD电流通过P外延层，在高电流条件下，ESD电流主要通过N衬底。这样做的好处是通过P外延层内结构的设计来获得可调的触发电压，在高电流条件下将ESD电流导向N衬底来获得高鲁棒性和高维持电压。外延层长度的大小是可以调整的。通过调整这个间距的大小来获得不同的触发电压。附图说明图1为实施例1中所描述的一种静电放电防护装置的剖面图。图2（a）为实施例1中所描述的一种静电放电防护装置的等效电路图。图2（b）为实施例1中所描述的一种静电放电防护装置的剖面图与等效电路图之间的对应关系。图3（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）、（g）为实施例1中所描述的一种静电放电防护装置的中间制作步骤。图4为具有不同长度的留出的外延层的一种静电放电防护装置的电流电压特性图。图5为实施例2中所描述的另一种静电放电防护装置的剖面图。图6（a）为实施例2中所描述的另一种静电放电防护装置的等效电路图。图6（b）为实施例2中所描述的另一种静电放电防护装置的剖面图与等效电路图之间的对应关系。图7为实施例3中所描述的另一种静电放电防护装置的剖面图。图8（a）为实施例3中所描述的另一种静电放电防护装置的等效电路图。图8（b）为实施例3中所描述的另一种静电放电防护装置的剖面图与等效电路图之间的对应关系。具体实施方式下面结合附图对本技术作更进一步的说明。实施例1如图1所示为一种新型的静电放电防护装置的剖面图。这种新型的静电放电防护装置，包括具有第一导电类型的P外延层201和具有第二导电类型的N衬底101。所述的P外延层201制作在N衬底101的上方。所述的N衬底上从左到右依次设置有三个埋氧层102，规划出该装置的阳极区和阴极区。在阳极区内还设有一具有第一导电类型的P埋层104，该P埋层104与中间的埋氧层102相连，与左侧的埋氧层102留有一定的间距。在阴极区设有一具有第一导电类型的P阱103，该P阱103与中间的埋氧层102和右侧的埋氧层102均相连。所述的P外延层201制作在N衬底101的上方，与N衬底101相连。在P外延层的左侧和右侧均制作有STI氧化层202隔离。两个氧化层202之间是装置的有源区，该有源区的横向位置包含了所述的阳极区和阴极区的位置。在P外延层201上所述的阳极区和阴极区各设有一个N+注入区203。阳极区的N+注入区203的右侧与中间的埋氧层102相连且超过了它的边界。阴极区的N+注入区203的左侧也与中间的埋氧层102相连且超过了它的边界。但是这两个N+注入区203不相本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型的静电放电防护装置，其特征在于：包括具有第一导电类型的P外延层（201）和具有第二导电类型的N衬底（101）；所述的P外延层（201）制作在N衬底（101）的上方；所述的N衬底上从左到右依次设置有三个埋氧层（102），规划出阳极区和阴极区；在阳极区内设置第一导电类型的P埋层（104），P埋层（104）与中间的埋氧层（102）相连，与左侧的埋氧层（102）留有间距；在阴极区设置第一导电类型的P阱（103），P阱（103）与中间的埋氧层（102）和右侧的埋氧层（102）均相连；所述的P外延层（201）制作在N衬底（101）的上方，与N衬底（101）相连；在P外延层的左侧和右侧均制作有STI氧化层（202）隔离；两个氧化层（202）之间是装置的有源区，有源区的横向位置包含了所述的阳极区和阴极区的位置；在P外延层（201）上所述的阳极区和阴极区各设有一个N+注入区（203）；阳极区的N+注入区（203）的右侧与中间的埋氧层（102）相连，且超过了中间的埋氧层（102）的边界；阴极区的N+注入区（203）的左侧与中间的埋氧层（102）相连，且超过了中间的埋氧层（102）的边界；两个N+注入区（203）不相连，中间设置有P外延层（201）；在所述的P外延层（201）表面上还制作了氧化层（204），将P外延层（201）与上方的电气连接金属进行隔离；在氧化层的阳极区和阴极区还制作了接触孔，在接触孔内制作金属电极（205），分别与阳极区和阴极区的N+注入区（203）形成欧姆接触，并将阳极区和阴极区引出。...
【技术特征摘要】
1.一种新型的静电放电防护装置，其特征在于：包括具有第一导电类型的P外延层（201）和具有第二导电类型的N衬底（101）；所述的P外延层（201）制作在N衬底（101）的上方；所述的N衬底上从左到右依次设置有三个埋氧层（102），规划出阳极区和阴极区；在阳极区内设置第一导电类型的P埋层（104），P埋层（104）与中间的埋氧层（102）相连，与左侧的埋氧层（102）留有间距；在阴极区设置第一导电类型的P阱（103），P阱（103）与中间的埋氧层（102）和右侧的埋氧层（102）均相连；所述的P外延层（201）制作在N衬底（101）的上方，与N衬底（101）相连；在P外延层的左侧和右侧均制作有STI氧化层（202）隔离；两个氧化层（202）之间是装置的有源区，有源区的横向位置包含了所述的阳极区和阴极区的位置；在P外延层（201）上所述的阳极区和阴极区各设有一个N+注入区（203）；阳极区的N+注入区（203）的右侧与中间的埋氧层（102）相连，且超过了中间的埋氧层（102）的边界；阴极区的N+注入区（203）的左侧与中间的埋氧层（102）相连，且超过了中间的埋氧层（102）的边界；两个N+注入区（203）不相连，中间设置有P外延层（201）；...
【专利技术属性】
技术研发人员：董树荣，郭维，
申请(专利权)人：江苏艾伦摩尔微电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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