静电保护器件制造技术

本发明专利技术提供一种静电保护器件，包括衬底，衬底上设有深N阱，深N阱内设有P阱和N阱，P阱内设有第一P+注入区、第一N‑base注入层和第一N+注入区，N阱内设有第二N‑base注入层、第二N+注入区和第二P+注入区；第一P+注入区、第一N+注入区与阴极相连；第二N+注入区、第二P+注入区与阳极相连；第一P+注入区与第一N+注入区之间设有第一薄栅氧化层，第一薄栅氧化层上覆盖有第一多晶硅栅，第二N+注入区与第二P+注入区之间设有第二薄栅氧化层，第二薄栅氧化层上覆盖有第二多晶硅栅；第二N‑base注入层跨接在P阱和N阱之间，第一N‑base注入层位于第一N+注入区的下方。本发明专利技术能够解决触发电压高、抗总剂量能力弱的问题。

【技术实现步骤摘要】
静电保护器件
本专利技术涉及集成电路静电防护
，特别是涉及一种静电保护器件。
技术介绍
LDMOS(LaterallyDiffusedMetalOxideSemiconductor，横向扩散金属氧化物半导体)器件广泛应用于电源管理芯片，如DC-DC转换器、AC-DC转换器等。随着集成电路向高速、高压方向发展，LDMOS器件的静电保护能力弱成为限制其发展的瓶颈。因此，如何提高LDMOS器件的静电保护能力(Electro-Staticdischarge，ESD)，成为研究的热点。请参阅图3和图4，在传统的LDMOS静电保护器件中，通常采用引入二极管或可控硅整流器件(SiliconControlledRectifier，SCR)方式来增强其静电泄放能力，但这两种解决方案均存在触发电压高、抗总剂量能力弱的缺点，限制了静电保护器件的应用范围，尤其是无法在航天高压集成电路中应用。
技术实现思路
鉴于上述状况，有必要提供一种静电保护器件，以解决触发电压高、抗总剂量能力弱的问题。一种静电保护器件，包括衬底，所述衬底上设有深N阱，所述深N阱内设有P阱和N阱，所述P阱内设有第一P+注入区、第一N-base注入层和第一N+注入区，所述N阱内设有第二N-base注入层、第二N+注入区和第二P+注入区；所述第一P+注入区、所述第一N+注入区与阴极相连；所述第二N+注入区、所述第二P+注入区与阳极相连；所述第一P+注入区与所述第一N+注入区之间设有第一薄栅氧化层，所述第一薄栅氧化层上覆盖有第一多晶硅栅，所述第二N+注入区与所述第二P+注入区之间设有第二薄栅氧化层，所述第二薄栅氧化层上覆盖有第二多晶硅栅；所述第二N-base注入层跨接在所述P阱和所述N阱之间，所述第一N-base注入层位于所述第一N+注入区的下方。根据上述的静电保护器件，第一P+注入区与第一N+注入区之间，以及第二N+注入区与第二P+注入区之间均用多晶硅栅结构代替厚的场氧层进行隔离，能够有效提高器件的抗总剂量性能，第二N-base注入层跨接在P阱和N阱之间，具有降低触发电压、提高抗总剂量性能的作用，此外，第一N-base注入层位于第一N+注入区下方，可扩大阴极附近NPN管的放大倍数，同时可提高维持电压，最终使该静电保护器件具有触发电压低、泄放效率高、抗总剂量能力强的优点，可应用于航天用高压集成电路的静电保护。另外，本专利技术提出的静电保护器件，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述第一N+注入区和所述第二N+注入区之间依次设有第三薄栅氧化层、场氧区，所述第三薄栅氧化层上覆盖有第三多晶硅栅，所述第三多晶硅栅与阴极相连。进一步地，所述第二N-base注入层将所述场氧区包围。进一步地，所述第二P+注入区、所述N阱、所述P阱构成PNP结构，所述第一N+注入区、所述P阱、所述第二N-base注入层构成NPN结构。进一步地，所述深N阱内从左到右依次设有所述P阱和所述N阱，所述P阱内从左到右依次设有所述第一P+注入区、所述第一N-base注入层和所述第一N+注入区，所述N阱内从左到右依次设有所述第二N-base注入层、所述第二N+注入区和所述第二P+注入区。进一步地，从阳极到阴极，所述静电保护器件有三条静电泄放路径，第一条路径为所述第二P+注入区、所述N阱、所述P阱、所述第一P+注入区；第二条路径为所述第二N+注入区、所述N阱、所述P阱、所述第一N+注入区；第三条路径为所述第二N+注入区、所述第二N-base注入层、所述P阱、所述第一N+注入区。进一步地，所述衬底为P型硅衬底。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的静电保护器件的结构示意图；图2为图1的等效电路图；图3为现有技术中LDMOS静电保护器件的结构示意图；图4为现有技术中LDMOS-SCR结构的静电保护器件的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参考图1及图2，本专利技术一实施例提供的静电保护器件，包括衬底100，具体在本实施例中，衬底100为P型硅衬底。所述衬底100上设有深N阱200，所述深N阱200内设有P阱300和N阱301。具体在本实施例中，P阱300和N阱301在深N阱200内从左到右依次设置。所述P阱300内设有第一P+注入区401、第一N-base注入层402和第一N+注入区403。具体在本实施例中，第一P+注入区401、第一N-base注入层402和第一N+注入区403在P阱300内从左到右依次设置。所述N阱301内设有第二N-base注入层404、第二N+注入区405和第二P+注入区406。具体在本实施例中，第二N-base注入层404、第二N+注入区405和第二P+注入区406在第一N阱301内从左到右依次设置。所述第一P+注入区401、所述第一N+注入区403与阴极相连；所述第二N+注入区405、所述第二P+注入区406与阳极相连。具体的，所述第二N-base注入层404跨接在所述P阱300和所述N阱301之间，所述第一N-base注入层402位于所述第一N+注入区403的下方。所述第一P+注入区401与所述第一N+注入区403之间设有第一薄栅氧化层501，所述第一薄栅氧化层501上覆盖有第一多晶硅栅502，所述第二N+注入区405与所述第二P+注入区406之间设有第二薄栅氧化层503，所述第二薄栅氧化层503上覆盖有第二多晶硅栅504。所述第二P+注入区406、所述N阱301、所述P阱300构成PNP结构，即三极管Qp；所述第一N+注入区403、所述P阱300、所述第二N-base注入层404构成NPN结构，即三极管Qn。其中，Rpw为p阱电阻，Rnw为n阱电阻。本实施例中，所述第一N+注入区403和所述第二N+注入区405之间依次设有第三薄栅氧化层505、场氧区506，所述第三薄栅氧化层505上覆盖有第三多晶硅栅507，所述第三多晶硅栅507与阴极相连。所述第二N-base注入层404将所述场氧区506包围。从阳极到阴极，所述静电保护器件有三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静电保护器件，其特征在于，包括衬底，所述衬底上设有深N阱，所述深N阱内设有P阱和N阱，所述P阱内设有第一P+注入区、第一N‑base注入层和第一N+注入区，所述N阱内设有第二N‑base注入层、第二N+注入区和第二P+注入区；所述第一P+注入区、所述第一N+注入区与阴极相连；所述第二N+注入区、所述第二P+注入区与阳极相连；所述第一P+注入区与所述第一N+注入区之间设有第一薄栅氧化层，所述第一薄栅氧化层上覆盖有第一多晶硅栅，所述第二N+注入区与所述第二P+注入区之间设有第二薄栅氧化层，所述第二薄栅氧化层上覆盖有第二多晶硅栅；所述第二N‑base注入层跨接在所述P阱和所述N阱之间，所述第一N‑base注入层位于所述第一N+注入区的下方。

【技术特征摘要】
1.一种静电保护器件，其特征在于，包括衬底，所述衬底上设有深N阱，所述深N阱内设有P阱和N阱，所述P阱内设有第一P+注入区、第一N-base注入层和第一N+注入区，所述N阱内设有第二N-base注入层、第二N+注入区和第二P+注入区；所述第一P+注入区、所述第一N+注入区与阴极相连；所述第二N+注入区、所述第二P+注入区与阳极相连；所述第一P+注入区与所述第一N+注入区之间设有第一薄栅氧化层，所述第一薄栅氧化层上覆盖有第一多晶硅栅，所述第二N+注入区与所述第二P+注入区之间设有第二薄栅氧化层，所述第二薄栅氧化层上覆盖有第二多晶硅栅；所述第二N-base注入层跨接在所述P阱和所述N阱之间，所述第一N-base注入层位于所述第一N+注入区的下方。2.根据权利要求1所述的静电保护器件，其特征在于，所述第一N+注入区和所述第二N+注入区之间依次设有第三薄栅氧化层、场氧区，所述第三薄栅氧化层上覆盖有第三多晶硅栅，所述第三多晶硅栅与阴极相连。3.根据权利要求2所述的静电保护器件，其特征在于，所述第二N...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卓俊，曾云，彭伟，金湘亮，吴志强，张云，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43