SOI工艺的静电保护结构制造技术

本发明专利技术公开了一种SOI工艺的静电保护结构，形成于SOI衬底的顶层硅的有源区中；包括：不相交叠的P型阱和N型阱，第一扩散区形成于PN型阱之间；多个形成于P型阱中且沿着第一扩散区的第一侧面排列的第二N+扩散区，多个形成于P型阱中且沿着第一扩散区的第一侧面排列的第三P+扩散区，第三P+扩散区更加远离第一扩散区的第一侧面；多个形成于N型阱中且沿着第一扩散区的第二侧面排列的第二P+扩散区，多个形成于N型阱中且沿着第一扩散区的第二侧面排列的第三N+扩散区，第三N+扩散区更加远离第一扩散区的第二侧面。本发明专利技术能提高SOI工艺中器件的泄放电流能力。

Electrostatic protection structure of SOI process

The invention discloses an electrostatic protection structure of SOI technology, the active region is formed on the top silicon substrate in SOI; including: disjoint type P wells and N type well stacked, the first diffusion region is formed between the PN type well; a plurality of formed P type well and along the first side of the first diffusion region the arrangement of the second N+ diffusion region, a plurality of formed P type well and along the first side of the first diffusion region arranged third P+ diffusion region, the first side of the third P+ diffusion regions further away from the first diffusion region; a plurality of formed N type well and along the second side of the first diffusion region are second P+ a diffusion region is formed on the N well and along the second side of the first diffusion region arranged third N+ diffusion region, second sides of the third N+ diffusion regions further away from the first diffusion region. The invention can improve the discharge capacity of the device in the SOI process.

【技术实现步骤摘要】
SOI工艺的静电保护结构
本专利技术涉及一种半导体集成电路，特别是涉及一种绝缘衬底上的硅(SOI)工艺的静电保护结构。
技术介绍
静电保护结构通常采用可控硅整流器即硅控整流器(SCR)实现，一般常见的SCR器件都形成于体硅衬底上，本领域技术人员都知道，体硅衬底表示整块衬底都是由硅组成，在体硅衬底中没有埋氧化层，也即器件的底部没有氧化层来隔离。现有的SCR为纵向结构，仅能适用于体硅衬底结构中。而现有技术中，往往需要采用到SOI衬底，SOI为Silicon-On-Insulator的简称，Silicon表示顶层硅；Insulator表示埋介质层，通常为埋氧化层；埋介质层通常形成于背衬底或称为支撑衬底上，背衬底通常采用由硅材料组成的背硅衬底。SOI工艺中，由于顶层硅的厚度较薄，故采用现有纵向结构的SCR时其能力和泄放静电的效果都会大大降低。故现有的SCR的结构不能直接套用到SOI工艺中来作为电路的静电保护结构。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种SOI工艺的静电保护结构，能提高SOI工艺中器件的泄放电流能力。为解决上述技术问题，本专利技术提供的SOI工艺的静电保护结构包括：SOI衬底，静电保护结构形成于所述SOI衬底的顶层硅的有源区中。所述静电保护结构包括：形成于所述有源区中的P型阱和N型阱，所述P型阱和所述N型阱不相交叠。第一扩散区形成于所述P型阱和所述N型阱之间，且所述第一扩散区的第一侧面和所述P型阱接触，所述第一扩散区的第二侧面和所述N型阱接触；所述第一扩散区由N+区组成或者所述第一扩散区由P+区组成。多个形成于所述P型阱中第二N+扩散区，各所述第二N+扩散区沿着所述第一扩散区的第一侧面排列。多个形成于所述P型阱中第三P+扩散区，各所述第三P+扩散区沿着所述第一扩散区的第一侧面排列，且各所述第三P+扩散区和所述第一扩散区的第一侧面的间距大于各所述第二N+扩散区和所述第一扩散区的第一侧面的间距。多个形成于所述N型阱中第二P+扩散区，各所述第二P+扩散区沿着所述第一扩散区的第二侧面排列。多个形成于所述N型阱中第三N+扩散区，各所述第三N+扩散区沿着所述第一扩散区的第二侧面排列，且各所述第三N+扩散区和所述第一扩散区的第二侧面的间距大于各所述第二P+扩散区和所述第一扩散区的第二侧面的间距。所述P型阱、所述N型阱、所述第一扩散区、所述第二N+扩散区、所述第二P+扩散区、所述第三N+扩散区和所述第三P+扩散区的结深都等于所述顶层硅的厚度。所述第二P+扩散区和所述第三N+扩散区都连接到静电进入端，所述第二N+扩散区和所述第三P+扩散区都接地；由所述第二P+扩散区、所述N型阱、所述第一扩散区、所述P型阱和所述第二N+扩散区组成具有PNPN结构的硅控整流器，由所述第三N+扩散区和所述第一扩散区之间的所述N型阱形成寄生N阱电阻，由所述第三P+扩散区和所述第一扩散区之间的所述P型阱形成寄生P阱电阻。进一步的改进是，所述P型阱和所述N型阱的侧面相切。进一步的改进是，所述有源区的俯视面结构呈一矩形。进一步的改进是，所述第一扩散区的俯视面结构呈一矩形。进一步的改进是，各所述第二N+扩散区的俯视面结构为多边形或圆形且沿着所述第一扩散区的第一侧面平行排列；各所述第二P+扩散区的俯视面结构为多边形或圆形且沿着所述第一扩散区的第二侧面平行排列。进一步的改进是，各所述第三P+扩散区的俯视面结构为多边形或圆形且沿着所述第一扩散区的第一侧面平行排列；所述第三N+扩散区的俯视面结构为多边形或圆形且沿着所述第一扩散区的第二侧面平行排列。进一步的改进是，沿所述第一扩散区的第一侧面的长度方向上，所述第三P+扩散区和所述第二N+扩散区交错排列，所述第三P+扩散区和所述第一扩散区的第一侧面之间具有直接间隔所述P型阱的区域。进一步的改进是，通过调节所述第三P+扩散区和所述第一扩散区的第一侧面之间的间距调节所述寄生P阱电阻的大小，从而调节所述硅控整流器的触发电压大小。进一步的改进是，沿所述第一扩散区的第二侧面的长度方向上，所述第三N+扩散区和所述第二P+扩散区交错排列；所述第三N+扩散区和所述第一扩散区的第二侧面之间具有直接间隔所述N型阱的区域。进一步的改进是，通过调节所述第三N+扩散区和所述第一扩散区的第二侧面之间的间距调节所述寄生N阱电阻的大小，从而调节所述硅控整流器的触发电压大小。进一步的改进是，在所述第一扩散区、所述第二N+扩散区、所述第二P+扩散区、所述第三N+扩散区和所述第三P+扩散区的表面形成有金属硅化物，在所述第一扩散区、所述第二N+扩散区、所述第二P+扩散区、所述第三N+扩散区和所述第三P+扩散区的外部的所述有源区表面形成有金属硅化物阻挡层。进一步的改进是，所述金属硅化物阻挡层采用多晶硅栅替代。进一步的改进是，所述SOI衬底包括依次叠加的背衬底、埋介质层和所述顶层硅。进一步的改进是，背衬底的材料为硅。进一步的改进是，所述埋介质层为埋氧化层。本专利技术的静电保护结构根据SOI工艺的特点进行设计，硅控整流器完全由形成于有源区中的横向排列的第二P+扩散区、N型阱、第一扩散区、P型阱和第二N+扩散区组成，很容易通过调整器件的横向尺寸来调节器件的骤回电压和泄流能力，从而能器件的防栓锁和放静电的能力。例如，本专利技术通过调节第二N+扩散区或者第二P+扩散区的面积大小，能够调节硅控整流器的骤回电压，从而提升器件的防栓锁能力。本专利技术通过调节第二N+扩散区到第一扩散区的距离或者第二P+扩散区到第一扩散区的距离，也能够调节硅控整流器的骤回电压，从而提升器件的防栓锁能力。本专利技术通过调节第三N+扩散区和第一扩散区之间的间距或第三P+扩散区和第一扩散区之间的间距，能够调节硅控整流器的触发电压大小。通过在第一扩散区、第二N+扩散区和第二P+扩散区之间的有源区表面形成有多晶硅栅，能够进一步调节硅控整流器的触发电压大小，同时还能采用多晶硅栅作为金属硅化物阻挡层，这样能省去金属硅化物阻挡的光刻版，从而能节约成本。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是本专利技术第一实施例SOI工艺的静电保护结构的平面结构图；图2是沿图1的AA线的截面图；图3是图1所示结构的等效电路图；图4是本专利技术第一实施例实际应用的电路图；图5是本专利技术第一实施例和现有SOI工艺的静电保护结构的TLP曲线对比图；图6是本专利技术第二实施例SOI工艺的静电保护结构的平面结构图；图7是本专利技术第三实施例SOI工艺的静电保护结构的平面结构图；图8是本专利技术第四实施例SOI工艺的静电保护结构的平面结构图。具体实施方式本专利技术第一实施例SOI工艺的静电保护结构：如图1所示，是本专利技术第一实施例SOI工艺的静电保护结构201的平面结构图；图2是沿图1的AA线的截面图；图3是图1所示结构的等效电路图；本专利技术第一实施例SOI工艺的静电保护结构201包括：SOI衬底，所述SOI衬底包括依次叠加的背衬底101、埋介质层102和顶层硅103。较佳为，背衬底101的材料为硅。所述埋介质层102为埋氧化层。静电保护结构201形成于所述SOI衬底的顶层硅103的有源区中。所述静电保护结构201包括：形成于所述有源区中的P型阱1和N型阱2，所述P型阱1和所述N型阱2不相交叠。本专利技术第一实施例中，所述P型阱1和所述N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SOI工艺的静电保护结构，其特征在于，包括：SOI衬底，静电保护结构形成于所述SOI衬底的顶层硅的有源区中；所述静电保护结构包括：形成于所述有源区中的P型阱和N型阱，所述P型阱和所述N型阱不相交叠；第一扩散区形成于所述P型阱和所述N型阱之间，且所述第一扩散区的第一侧面和所述P型阱接触，所述第一扩散区的第二侧面和所述N型阱接触；所述第一扩散区由N+区组成或者所述第一扩散区由P+区组成；多个形成于所述P型阱中第二N+扩散区，各所述第二N+扩散区沿着所述第一扩散区的第一侧面排列；多个形成于所述P型阱中第三P+扩散区，各所述第三P+扩散区沿着所述第一扩散区的第一侧面排列，且各所述第三P+扩散区和所述第一扩散区的第一侧面的间距大于各所述第二N+扩散区和所述第一扩散区的第一侧面的间距；多个形成于所述N型阱中第二P+扩散区，各所述第二P+扩散区沿着所述第一扩散区的第二侧面排列；多个形成于所述N型阱中第三N+扩散区，各所述第三N+扩散区沿着所述第一扩散区的第二侧面排列，且各所述第三N+扩散区和所述第一扩散区的第二侧面的间距大于各所述第二P+扩散区和所述第一扩散区的第二侧面的间距；所述P型阱、所述N型阱、所述第一扩散区、所述第二N+扩散区、所述第二P+扩散区、所述第三N+扩散区和所述第三P+扩散区的结深都等于所述顶层硅的厚度；所述第二P+扩散区和所述第三N+扩散区都连接到静电进入端，所述第二N+扩散区和所述第三P+扩散区都接地；由所述第二P+扩散区、所述N型阱、所述第一扩散区、所述P型阱和所述第二N+扩散区组成具有PNPN结构的硅控整流器，由所述第三N+扩散区和所述第一扩散区之间的所述N型阱形成寄生N阱电阻，由所述第三P+扩散区和所述第一扩散区之间的所述P型阱形成寄生P阱电阻。...

【技术特征摘要】
1.一种SOI工艺的静电保护结构，其特征在于，包括：SOI衬底，静电保护结构形成于所述SOI衬底的顶层硅的有源区中；所述静电保护结构包括：形成于所述有源区中的P型阱和N型阱，所述P型阱和所述N型阱不相交叠；第一扩散区形成于所述P型阱和所述N型阱之间，且所述第一扩散区的第一侧面和所述P型阱接触，所述第一扩散区的第二侧面和所述N型阱接触；所述第一扩散区由N+区组成或者所述第一扩散区由P+区组成；多个形成于所述P型阱中第二N+扩散区，各所述第二N+扩散区沿着所述第一扩散区的第一侧面排列；多个形成于所述P型阱中第三P+扩散区，各所述第三P+扩散区沿着所述第一扩散区的第一侧面排列，且各所述第三P+扩散区和所述第一扩散区的第一侧面的间距大于各所述第二N+扩散区和所述第一扩散区的第一侧面的间距；多个形成于所述N型阱中第二P+扩散区，各所述第二P+扩散区沿着所述第一扩散区的第二侧面排列；多个形成于所述N型阱中第三N+扩散区，各所述第三N+扩散区沿着所述第一扩散区的第二侧面排列，且各所述第三N+扩散区和所述第一扩散区的第二侧面的间距大于各所述第二P+扩散区和所述第一扩散区的第二侧面的间距；所述P型阱、所述N型阱、所述第一扩散区、所述第二N+扩散区、所述第二P+扩散区、所述第三N+扩散区和所述第三P+扩散区的结深都等于所述顶层硅的厚度；所述第二P+扩散区和所述第三N+扩散区都连接到静电进入端，所述第二N+扩散区和所述第三P+扩散区都接地；由所述第二P+扩散区、所述N型阱、所述第一扩散区、所述P型阱和所述第二N+扩散区组成具有PNPN结构的硅控整流器，由所述第三N+扩散区和所述第一扩散区之间的所述N型阱形成寄生N阱电阻，由所述第三P+扩散区和所述第一扩散区之间的所述P型阱形成寄生P阱电阻。2.如权利要求1所述的SOI工艺的静电保护结构，其特征在于：所述P型阱和所述N型阱的侧面相切。3.如权利要求1所述的SOI工艺的静电保护结构，其特征在于：所述有源区的俯视面结构呈一矩形。4.如权利要求3所述的SOI工艺的静电保护结构，其特征在于：所述第一扩散区的俯视面结构呈一矩形。5.如权利要求4所述的SOI工艺的静电保护结构，其特征在于：各所述第二N+扩散区的俯视面结构为多边形或圆形且沿着所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏庆，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31