静电放电保护结构及其形成方法技术

一种静电放电保护结构及其形成方法，包括：衬底，所述衬底内具有埋层区；位于所述衬底内相邻的第一阱区和第二阱区，所述第一阱区和所述埋层区的导电类型相同，且所述第一阱区和所述第二阱区的导电类型相反；第一注入区和第二注入区，所述第一注入区位于所述第一阱区内，且所述第一注入区的离子注入浓度大于所述第一阱区的离子注入浓度，所述第二注入区位于所述第二阱区内，且所述第二注入区的离子注入浓度大于所述第二阱区的离子注入浓度，所述第一注入区和所述第二注入区的导电类型相同，且所述第一注入区和所述第一阱区的导电类型相反。通过所述静电放电保护结构能够有效提升半导体器件工作在负向或正向时的静电放电防护能力。能力。能力。

【技术实现步骤摘要】
静电放电保护结构及其形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种静电放电保护结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]集成电路容易受到静电的破坏，一般在电路的输入输出端或电源保护装置会设计保护电路，以防止内部电路因受到静电而受损坏。
[0003]在现有的集成电路设计中，常采用静电放电(ESD，Electrostatic Discharge)保护结构以减少静电破坏。现有的静电放电保护结构主要包括：栅接地的N型场效应晶体管(Gate Grounded NMOS，简称GGNMOS)保护电路、可控硅(Silicon Controlled Rectifier，简称SCR)保护电路、横向双扩散场效应晶体管(Lateral Double Diffused MOSFET，简称LDMOS)保护电路、双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor，简称BJT)保护电路等。
[0004]其中，GGNMOS是一种广泛应用的静电放电保护结构。其作用机理为：由于MOS管上的功耗为通过的电流与压降的乘积，在一定ESD静电电流下，如果能降低MOS管上的压降，进而降低MOS管结温，达到保护MOS管的目的。GGNMOS作为ESD器件正向依靠寄生NPN BJT泄放ESD电流，NPN由漏极的N+有源区、P型衬底以及源极的N+有源区构成；反向泄放ESD电流的通路由PN二极管和栅源相接的NMOS二极管组成，PN二极管由P型衬底以及N+有源区构成。在全芯片的ESD网络中，当ESD时间来临时，GGNMOS正向和反向都有可能导通，这由潜在的ESD路径决定，ESD电流总会流向低阻路径。所以，在设计时需考虑GGNMOS的正向和反向ESD性能以保证集成电路的可靠性。GGNMOS作为BJT是一种击穿性(breakdown device)的工作机理，依靠漏极与衬底之间的雪崩击穿触发后形成低阻通路泄放ESD电流。
[0005]然而，现有技术形成的静电放电保护结构的性能有待提高。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的技术问题是提供一种静电放电保护结构及其形成方法，能有有效的提升静电放电保护结构的性能。
[0007]为解决上述问题，本专利技术提供一种静电放电保护结构，包括：衬底，所述衬底内具有埋层区；位于所述衬底内相邻的第一阱区和第二阱区，所述第一阱区和所述第二阱区与所述埋层区相接触，所述第一阱区和所述埋层区的导电类型相同，且所述第一阱区和所述第二阱区的导电类型相反；第一注入区和第二注入区，所述第一注入区位于所述第一阱区内，且所述第一注入区的离子注入浓度大于所述第一阱区的离子注入浓度，所述第二注入区位于所述第二阱区内，且所述第二注入区的离子注入浓度大于所述第二阱区的离子注入浓度，所述第一注入区和所述第二注入区的导电类型相同，且所述第一注入区和所述第一阱区的导电类型相反。
[0008]可选的，所述第一阱区的离子注入浓度大于所述埋层区的离子注入浓度。
[0009]可选的，所述第一阱区注入的离子包括N型离子；所述N型离子包括：磷或砷。
[0010]可选的，所述第二阱区注入的离子包括P型离子；所述P型离子包括：硼或铟。
[0011]可选的，还包括：位于所述衬底内的若干隔离结构，所述第一阱区和所述第二阱区分别位于相邻的所述隔离结构之间。
[0012]可选的，所述隔离结构的材料包括：氧化硅或氮化硅。
[0013]可选的，还包括：第一注入调节区和第二注入调节区，所述第一注入调节区位于所述第一阱区内，所述第一注入调节区与所述第一注入区的导电类型相同，且所述第一注入调节区的离子注入浓度小于所述第一注入区的离子注入浓度，所述第二注入调节区与所述第二注入区的导电类型相同，且所述第二注入调节区的离子注入浓度小于所述第二注入区的离子注入浓度。
[0014]可选的，还包括：连接所述第一注入区的第一电极；连接所述第二注入区的第二电极，所述第一电极和所述第二电极的极性相反。
[0015]可选的，所述第一阱区为多个，所述第二阱区位于相邻的所述第一阱区之间。
[0016]相应的，本专利技术还提供了一种静电放电保护结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底内具有埋层区；在所述衬底内形成相邻的第一阱区和第二阱区，所述第一阱区和所述第二阱区与所述埋层区相接触，所述第一阱区和所述埋层区的导电类型相同，且所述第一阱区和所述第二阱区的导电类型相反；形成第一注入区和第二注入区，所述第一注入区位于所述第一阱区内，且所述第一注入区的离子注入浓度大于所述第一阱区的离子注入浓度，所述第二注入区位于所述第二阱区内，且所述第二注入区的离子注入浓度大于所述第二阱区的离子注入浓度，所述第一注入区和所述第二注入区的导电类型相同，且所述第一注入区和所述第一阱区的导电类型相反。
[0017]可选的，所述埋层区的形成方法包括：在所述衬底上形成第一图形化层，所述第一图形化层暴露出所述衬底的部分顶部表面；以所述第一图形化层为掩膜，对所述衬底进行离子注入处理，形成所述埋层区。
[0018]可选的，所述第一阱区的离子注入浓度大于所述埋层区的离子注入浓度。
[0019]可选的，所述第一阱区和所述第二阱区的形成方法包括：在所述衬底上形成第二图形化层，所述第二图形化层暴露出所述衬底的部分顶部表面；以所述第二图形化层为掩膜，对所述衬底进行离子注入处理，形成所述第一阱区；在形成所述第一阱区之后，去除所述第二图形化层；在所述衬底上形成第三图形化层，所述第三图形化层暴露所述衬底的部分顶部表面；以所述第三图形化层为掩膜，对所述衬底进行离子注入处理，形成所述第二阱区。
[0020]可选的，所述第一阱区注入的离子包括N型离子；所述N型离子包括：磷或砷。
[0021]可选的，所述第二阱区注入的离子包括P型离子；所述P型离子包括：硼或铟。
[0022]可选的，在形成所述第一阱区和所述第二阱区之后，还包括：在所述衬底内形成若干隔离结构，所述第一阱区和所述第二阱区分别位于相邻的所述隔离结构之间。
[0023]可选的，所述隔离结构的形成方法包括：在所述衬底上形成第四图形化层，所述第四图形化层暴露出所述衬底的部分顶部表面；以所述第四图形化层为掩膜刻蚀所述衬底，在所述衬底内形成若干隔离开口；在所述隔离开口内形成所述隔离结构。
[0024]可选的，在形成所述第一注入区和所述第二注入区之前，还包括：形成第一注入调节区和第二注入调节区，所述第一注入调节区位于所述第一阱区内，所述第一注入调节区
与所述第一注入区的导电类型相同，且所述第一注入调节区的离子注入浓度小于所述第一注入区的离子注入浓度，所述第二注入调节区位于所述第二阱区内，所述第二注入调节区与所述第二注入区的导电类型相同，且所述第二注入调节区的离子注入浓度小于所述第二注入区的离子注入浓度。
[0025]可选的，在形成所述第一注入区和所述第二注入区之后，还包括：将所述第一注入区连接第一电极；将所述第二注入区连接第二电极，所述第一电极和所述第二电极的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电放电保护结构，其特征在于，包括：衬底，所述衬底内具有埋层区；位于所述衬底内相邻的第一阱区和第二阱区，所述第一阱区和所述第二阱区与所述埋层区相接触，所述第一阱区和所述埋层区的导电类型相同，且所述第一阱区和所述第二阱区的导电类型相反；第一注入区和第二注入区，所述第一注入区位于所述第一阱区内，且所述第一注入区的离子注入浓度大于所述第一阱区的离子注入浓度，所述第二注入区位于所述第二阱区内，且所述第二注入区的离子注入浓度大于所述第二阱区的离子注入浓度，所述第一注入区和所述第二注入区的导电类型相同，且所述第一注入区和所述第一阱区的导电类型相反。2.如权利要求1所述静电放电保护结构，其特征在于，所述第一阱区的离子注入浓度大于所述埋层区的离子注入浓度。3.如权利要求1所述静电放电保护结构，其特征在于，所述第一阱区注入的离子包括N型离子；所述N型离子包括：磷或砷。4.如权利要求1所述静电放电保护结构，其特征在于，所述第二阱区注入的离子包括P型离子；所述P型离子包括：硼或铟。5.如权利要求1所述静电放电保护结构，其特征在于，还包括：位于所述衬底内的若干隔离结构，所述第一阱区和所述第二阱区分别位于相邻的所述隔离结构之间。6.如权利要求5所述静电放电保护结构，其特征在于，所述隔离结构的材料包括：氧化硅或氮化硅。7.如权利要求1所述静电放电保护结构，其特征在于，还包括：第一注入调节区和第二注入调节区，所述第一注入调节区位于所述第一阱区内，所述第一注入调节区与所述第一注入区的导电类型相同，且所述第一注入调节区的离子注入浓度小于所述第一注入区的离子注入浓度，所述第二注入调节区与所述第二注入区的导电类型相同，且所述第二注入调节区的离子注入浓度小于所述第二注入区的离子注入浓度。8.如权利要求1所述静电放电保护结构，其特征在于，还包括：连接所述第一注入区的第一电极；连接所述第二注入区的第二电极，所述第一电极和所述第二电极的极性相反。9.如权利要求1所述静电放电保护结构，其特征在于，所述第一阱区为多个，所述第二阱区位于相邻的所述第一阱区之间。10.一种静电放电保护结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底内具有埋层区；在所述衬底内形成相邻的第一阱区和第二阱区，所述第一阱区和所述第二阱区与所述埋层区相接触，所述第一阱区和所述埋层区的导电类型相同，且所述第一阱区和所述第二阱区的导电类型相反；形成第一注入区和第二注入区，所述第一注入区位于所述第一阱区内，且所述第一注入区的离子注入浓度大于所述第一阱区的离子注入浓度，所述第二注入区位于所述第二阱区内，且所述第二注入区的离子注入浓度大于所述第二阱区的离子注入浓度，所述第一注入区和所述第二注入区的导电类型相同，且所述第一注入区和所述第一阱区的导电类型相反。
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【专利技术属性】
技术研发人员：雷玮，陈先敏，程惠娟，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：