The invention discloses a new gate controlled P \u2011 I \u2011 n diode ESD device and its implementation method, the ESD device comprises: a back gate (40); an insulating buried layer (30) formed on the back gate (40); a shallow channel isolation layer (10), a high concentration p-type doping layer (20), a p-well (70), a high concentration n-type doping layer (22), a shallow channel isolation layer (12) formed on the insulating buried layer (30); and a p-well (70 \uff09The front gate (24) formed on the top of the gate oxide (50) only needs to be directly connected with the anode, does not need to be connected to the specially designed electrostatic pulse detection circuit, and the back gate only needs to be grounded, which can reduce the complexity of the anti-static protection design and reduce the layout area.
【技术实现步骤摘要】
一种新型栅控P-i-N二极管ESD器件及其实现方法
本专利技术涉及半导体集成电路
,特别是涉及一种新型栅控P-i-N二极管ESD(Electro-StaticDischarge,静电释放)器件及其实现方法。
技术介绍
在集成电路防静电保护设计领域,防静电保护保护设计窗口一般取决于工作电压和内部受保护电路的栅氧化层厚度,以一般FDSOI(全耗尽SOI,FullyDepletedSiliconOnInsulator)集成电路的工作电压为1V左右,栅氧化层厚度约为14A(埃,0.1nm)为例,该FDSOI工艺的防静电保护设计窗口通常为1.2V~2.8V之间,而FDSOI中的典型GGNMOS(Grounded-GateNMOS,图1a)静电保护器件的回滞效应的触发电压(Vt1)往往大于2.8V,而典型的正向栅控二极管(GatedDiode,图1b)ESD器件的回滞效应的触发电压(Vt1)则只有0.7~0.8V左右,低于工作电压,如图2所示,这决定了FDSOI工艺中的栅接地NMOS(GGNMOS)和正向栅控二极管(GatedDiode)其实是不能直接应用于FDSOI工艺的防静电保护设计的。所以业界开始寻找其它适用于FDSOI工艺的防静电保护器件,法国意法半导体的研究人员于2013年12月报道了一种FDSOI工艺下的新型防静电保护器件:零碰撞离子化零亚阈摆幅场效应管(Z2-FET,ZeroImpactionIonizationandZeroSubthresholdSwingFET),如图3所示。该零碰撞离子 ...
【技术保护点】
1.一种新型栅控P-i-N二极管ESD器件,其特征在于,所述ESD器件包括:/n背栅(40);/n形成于背栅(40)上的绝缘埋层(30);/n在所述绝缘埋层(30)上依次排列形成的浅沟道隔离层(10)、高浓度P型掺杂(20)、P阱(70)、高浓度N型掺杂(22)、浅沟道隔离层(12);/n形成于所述P阱(70)的左上方的栅氧化层(50);/n形成于所述栅氧化层(50)上方的前栅(24)。/n
【技术特征摘要】
1.一种新型栅控P-i-N二极管ESD器件,其特征在于,所述ESD器件包括:
背栅(40);
形成于背栅(40)上的绝缘埋层(30);
在所述绝缘埋层(30)上依次排列形成的浅沟道隔离层(10)、高浓度P型掺杂(20)、P阱(70)、高浓度N型掺杂(22)、浅沟道隔离层(12);
形成于所述P阱(70)的左上方的栅氧化层(50);
形成于所述栅氧化层(50)上方的前栅(24)。
2.如权利要求1所述的一种新型栅控P-i-N二极管ESD器件,其特征在于:于所述高浓度P型掺杂(20)上方引出电极作为所述ESD器件的阴极,将所述前栅(24)与高浓度N型掺杂(22)相连引出电极作为所述ESD器件的阳极。
3.如权利要求2所述的一种新型栅控P-i-N二极管ESD器件,其特征在于:所述浅沟道隔离层(10)、高浓度P型掺杂(20)、P阱(70)、高浓度N型掺杂(22)、浅沟道隔离层(12)在所述绝缘埋层(30)上方由左向右依次排列。
4.如权利要求3所述的一种新型栅控P-i-N二极管ESD器件,其特征在于:所述前栅(24)形成于所述栅氧化层(50)的上方,且前栅(24)的左侧与高浓度P型掺杂(20)的右侧对齐。
5.如权利要求4所述的一种新型栅控P-i-N二极管ESD器件,其特征在于:所述前栅(24)长为Ln,其范围为0.1~0.5um,所述前栅(24)的右侧与高浓度N型掺杂(22)的左侧间的距离为Lp,其范围为0.1~0.5um。
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【专利技术属性】
技术研发人员:朱天志,
申请(专利权)人:上海华力微电子有限公司,
类型:发明
国别省市:上海;31
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