本发明专利技术提供一种集成逆导二极管的可控硅瞬态电压抑制保护器件结构，包括：P型衬底，在P型衬底上生长有N型外延；在N型外延上方左侧制作有N型阱区，在N型阱区右侧与其相切制作有P型阱区；在N型阱区内部表面制作有第一N+区以及与第一N+区右侧相切的第一P+区；在P型阱区内部表面制作有第二N+区以及与第二N+区右侧相切的第二P+区；横跨N型阱区和P型阱区交界处制作有一用于低电压触发的第三N+区，用于形成触发区；在第三N+区与N型阱区中的第一P+区之间利用导线接有一个逆导二极管；逆导二极管阳极与用于低电压触发的第三N+区相连，阴极与N型阱区中的第一P+区相连；本发明专利技术既不影响SCR的正向电容又能大大降低逆导二极管电阻。的正向电容又能大大降低逆导二极管电阻。的正向电容又能大大降低逆导二极管电阻。
【技术实现步骤摘要】
集成逆导二极管的可控硅瞬态电压抑制保护器件结构
[0001]本专利技术涉及半导体
，主要用于静电放电（Electro Static Discharge，简称为ESD）、浪涌过电应力（EOS）防护，尤其是一种集成逆导二极管的SCR（可控硅）瞬态电压抑制保护器件（Transient Voltage Suppressor，TVS）结构。
技术介绍
[0002]静电放电ESD (Electro
‑
static discharge, 静电放电)在芯片的制造、封装、测试和使用过程中无处不在，积累的静电荷以几安培或几十安培的电流在纳秒到微秒的时间里释放,瞬间功率高达几十或者上百瓦，对电路系统内的芯片的摧毁强度极大。据统计35%以上的芯片失效是由于ESD损伤引起的。所以芯片或系统的设计中，静电保护模块的设计直接关系到电路系统的功能稳定性，以及系统可靠性，对电子产品极为重要。TVS是用于系统级ESD/EOS防护的核心器件，其性能对电子系统的可靠性至关重要。
[0003]然而对于单向阵列TVS保护电路而言，除了正向的ESD/EOS防护外还需要通过负向的脉冲测试，而单向SCR由于其结构特征（如图1所示），体内寄生的逆导二极管其中性区过长（阴极P+到阳极N+的距离过长），会形成很大的电阻。在负向ESD/EOS测试时会造成很大的残余电压，这会大大影响器件的保护能力。而穿通并联逆导二极管的方式会使得SCR正向电容大大增加，无法满足小信号损耗要求，因此本申请提出一种既不影响正向电容又能大大优化逆导能力的新型SCR TVS结构。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种集成逆导二极管的可控硅瞬态电压抑制保护器件结构，既不影响SCR的正向电容又能大大降低逆导二极管电阻。为实现以上技术目的，本专利技术实施例采用的技术方案是：实施例一；一种集成逆导二极管的可控硅瞬态电压抑制保护器件结构，包括：P型衬底，在P型衬底上生长有N型外延；在N型外延上方左侧制作有N型阱区，在N型阱区右侧与其相切制作有P型阱区；在N型阱区内部表面制作有第一N+区以及与第一N+区右侧相切的第一P+区；在P型阱区内部表面制作有第二N+区以及与第二N+区右侧相切的第二P+区；横跨N型阱区和P型阱区交界处制作有一用于低电压触发的第三N+区，用于形成触发区；在第三N+区与N型阱区中的第一P+区之间利用导线接有一个逆导二极管；逆导二极管阳极与用于低电压触发的第三N+区相连，阴极与N型阱区中的第一P+区相连；在N型阱区内的第一N+区和第一P+区相连作为器件阳极A，在P型阱区内的第二N+区和第二P+区相连作为器件阴极K。
[0005]进一步地，逆导二极管的耐压大于SCR结构的最高钳位电压。
[0006]实施例二；一种集成逆导二极管的可控硅瞬态电压抑制保护器件结构，包括：P型衬底，在P型
衬底上生长有N型外延；在N型外延上方左侧制作有N型阱区，在N型阱区右侧与其相切制作有P型阱区；在N型阱区内部表面制作有第一N+区以及与第一N+区右侧相切的第一P+区；在P型阱区内部表面制作有第二N+区以及与第二N+区右侧相切的第二P+区；横跨N型阱区和P型阱区交界处制作有一用于低电压触发的第三N+区，用于形成触发区；在第三N+区与P型阱区中的第二N+区之间利用导线接有一个逆导二极管；逆导二极管阳极与P型阱区中的第二N+区相连，阴极与用于低电压触发的第三N+区相连；在N型阱区内的第一N+区和第一P+区相连作为器件阳极A，在P型阱区内的第二N+区和第二P+区相连作为器件阴极K。
[0007]本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本申请提出的集成逆导二极管的SCR瞬态电压抑制保护器件可以通过外接的逆导二极管实现低的反向路径电阻；对于图1中所示的结构而言，其体二极管电阻是整个N型阱区和P型阱区电阻的总和，由于其掺杂不能过高，因此电阻极大；而本申请的结构如实施例一中反向电阻由P型阱区电阻与逆导二极管电阻组成，由于逆导二极管与中间的触发区相连，因此不影响器件输入电容，所以可以设计成任意宽长比，因此逆导二极管电阻可以自由设计而无需过多考虑，因此本申请的结构可以实现比常规器件更低的反向寄生电阻，其缺点是SCR结构的反向逆导路径开启电压将从0.7 V增加至1.4 V左右，但对于一般应用而言，该开启电压的变化可以接受。
附图说明
[0008]图1为现有技术中的器件结构示意图。
[0009]图2为本专利技术实施例一中的器件结构示意图。
[0010]图3为本专利技术实施例二中的器件结构示意图。
具体实施方式
[0011]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0012]实施例一；如图2所示；本实施例提出的一种集成逆导二极管的可控硅瞬态电压抑制保护器件结构，包括：P型衬底1，在P型衬底1上生长有N型外延2；在N型外延2上方左侧制作有N型阱区3，在N型阱区3右侧与其相切制作有P型阱区4；在N型阱区3内部表面制作有第一N+区501以及与第一N+区501右侧相切的第一P+区601；在P型阱区4内部表面制作有第二N+区502以及与第二N+区502右侧相切的第二P+区602；横跨N型阱区3和P型阱区4交界处制作有一用于低电压触发的第三N+区503，用于形成触发区；该触发区在此处为了降低器件的触发电压从而满足低压应用；在第三N+区503与N型阱区3中的第一P+区601之间利用导线接有一个逆导二极管7；逆导二极管7阳极与用于低电压触发的第三N+区503相连，阴极与N型阱区3中的第一P+区601相连；该逆导二极管7的耐压应该根据整个SCR结构的最高钳位电压来设定，仅使其耐压大于SCR结构的最高钳位电压即可保证正向放电功能；在N型阱区3内的第一N+区501和第一P+区601相连作为器件阳极A，在P型阱区4内
的第二N+区502和第二P+区602相连作为器件阴极K；其工作原理是，当正向测试SCR电容时，由于在N型阱区3内部表面制作的第一N+区501分别与在N型阱区3内部表面制作的第一P+区601，以及逆导二极管7的阴极短接，器件的总电容恒定为N型阱区3与P型阱区4的结电容，因此逆导二极管7的寄生电容不会引起总电容的变化；而当高电压将SCR正向开启，由于逆导二极管7耐压较高，本申请的SCR结构会像传统SCR结构一样顺利开启，因此正向ESD路径得以保证；而当负向电压出现在阳极A后，电流会通过阴极K进入P型阱区4内第二P+区602，经过P型阱区4，通过中间的第三N+区503，再通过逆导二极管7流入阳极A，若逆导二极管7宽长比设计的很大，例如20：1～50：1，该路径的电阻将远低于常规器件体二极管电阻；本实施例中在阳极与触发区之间接入了一个反向续流高压二极管，该二极管一方面不会引起可控硅（SCR）正向寄生电容的增加也不影响正向触发特性，另一方面还可以为负向的ESD/EOS脉冲提供更短的负电流路径和更低的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种集成逆导二极管的可控硅瞬态电压抑制保护器件结构，其特征在于，包括：P型衬底(1)，在P型衬底(1)上生长有N型外延(2)；在N型外延(2)上方左侧制作有N型阱区(3)，在N型阱区(3)右侧与其相切制作有P型阱区(4)；在N型阱区(3)内部表面制作有第一N+区(501)以及与第一N+区(501)右侧相切的第一P+区(601)；在P型阱区(4)内部表面制作有第二N+区(502)以及与第二N+区(502)右侧相切的第二P+区(602)；横跨N型阱区(3)和P型阱区(4)交界处制作有一用于低电压触发的第三N+区(503)，用于形成触发区；在第三N+区(503)与N型阱区(3)中的第一P+区(601)之间利用导线接有一个逆导二极管(7)；逆导二极管(7)阳极与用于低电压触发的第三N+区(503)相连，阴极与N型阱区(3)中的第一P+区(601)相连；在N型阱区(3)内的第一N+区(501)和第一P+区(601)相连作为器件阳极A，在P型阱区(4)内的第二N+区(502)和第二P+区(602)相连作为器件阴极K。2.如权利要求1所述的集成逆导二极管的可控硅瞬态电压抑制保护器件结构，其特征在于，逆导二极管(7)的耐压大于SCR结构的最高钳位电压。3.一...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟东，赵泊然，
申请(专利权)人：江苏应能微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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