二极管触发的双向可控硅器件及电路制造技术

本申请提供了一种二极管触发的双向可控硅器件及电路，所述器件包括：P型衬底；第一P阱，形成在P型衬底内，第一P阱内形成有第一P型掺杂区和第一N型掺杂区；第二P阱，形成在P型衬底内，第二P阱内形成有第三N型掺杂区和第四P型掺杂区；N阱，形成在P型衬底内，N阱内形成有第二P型掺杂区、第二N型掺杂区和第三P型掺杂区；第二N型掺杂区与二极管串的正极电连接，第一P型掺杂区和第四P型掺杂区与二极管串的负极电连接。本申请通过共接二极管实现了双向触发电压可调和节省了版图面积。发电压可调和节省了版图面积。发电压可调和节省了版图面积。

【技术实现步骤摘要】
二极管触发的双向可控硅器件及电路


[0001]本申请属于集成电路静电放电防护
，特别涉及一种双向可控硅器件及电路，用于低压的双向ESD(Electro
‑
Static discharge静电放电)防护。

技术介绍

[0002]ESD防护基本特性需求：高灵敏度，高鲁棒性，低导通电阻，低漏电，低电容。因此常用二极管、场效应管(Metal
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Oxide
‑
Semiconductor Field
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Effect Transistor，MOS)、双极型晶体管、可控硅器件(Silicon Controlled Rectifier，SCR)等。而SCR由于其高的鲁棒性和小的泄漏电流等优点受到了ESD研究人员的广泛关注，一般SCR器件为单方向ESD保护器件，在另外一个方向的ESD保护由寄生二极管或者并联一个二极管来完成。采用额外的二极管来进行另外一个方向的ESD保护，会增大版图面积。在一些有输入端口需要承受负电压的电路中，如果阳极电压低于
‑
0.7V，阴极电压为0V，采用二极管进行反方向保护时，二极管在正常工作时就会导通，产生漏电，此时必须采用双向SCR结构进行保护。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种二极管触发的双向可控硅器件及电路，通过共接二极管实现了双向触发电压可调和节省了版图面积。
[0004]本申请实施例的第一方面提供了一种二极管触发的双向可控硅器件，包括可控硅整流器和二极管串，所述可控硅整流器具有阳极和阴极且包括：
[0005]P型衬底；
[0006]第一P阱，形成在所述P型衬底内，所述第一P阱内形成有第一P型掺杂区和第一N型掺杂区；
[0007]第二P阱，形成在所述P型衬底内，所述第二P阱内形成有第三N型掺杂区和第四P型掺杂区；
[0008]N阱，形成在所述P型衬底内，所述N阱内形成有第二P型掺杂区、第二N型掺杂区和第三P型掺杂区；
[0009]其中，所述第一N型掺杂区、所述第三P型掺杂区与所述阳极电相连；所述第三N型掺杂区、所述第二P型掺杂区与所述阴极电相连；所述第二N型掺杂区与所述二极管串的正极电连接，所述第一P型掺杂区和所述第四P型掺杂区与所述二极管串的负极电连接。
[0010]在一些实施例中，所述第一P型掺杂区、所述第二P型掺杂区、所述第三P型掺杂区、所述第四P型掺杂区、所述第一N型掺杂区、所述第二N型掺杂区和所述第三N型掺杂区均为重掺杂区，所述第一P阱、所述第二P阱和所述N阱均为轻掺杂区。
[0011]在一些实施例中，所述第一P阱与所述第二P阱紧邻所述N阱，且所述第一P阱与所述第二P阱以所述N阱的中轴线呈对称分布；其中，所述第一P型掺杂区与所述第四P型掺杂区关于所述N阱的中轴线对称，所述第一N型掺杂区与所述第三N型掺杂区关于N阱的中轴线对称，所述第二P型掺杂区与所述第三P型掺杂区关于所述N阱的中轴线对称。
[0012]在一些实施例中，从所述第一P阱、经所述N阱往所述第二P阱的方向看，掺杂区依次为第一P型掺杂区、第一N型掺杂区、第二P型掺杂区、第二N型掺杂区、第三P型掺杂区、第三N型掺杂区和第四P型掺杂区。
[0013]在一些实施例中，所述衬底内形成有深N阱，所述第一P阱、N阱和第二P阱设置在深N阱上表面。
[0014]在一些实施例中，相邻掺杂区之间均形成有浅槽隔离结构，所述掺杂区的深度均小于所述浅沟槽隔离结构的深度。
[0015]在一些实施例中，所述二极管串的二极管个数大于等于0。
[0016]在一些实施例中，所述二极管串包括第五二极管和第六二极管；
[0017]所述第五二极管的正极为所述二极管串的正极，所述第五二极管的负极连接所述第六二极管的正极，所述第六二极管的负极为所述二极管串的负极。
[0018]本申请实施例的第二方面提供了一种二极管触发的电路，包括：
[0019]正向二极管触发线路，所述正向二极管触发线路包括第一二极管、二极管串和第二二极管；
[0020]反向二极管触发线路，所述反向二极管触发线路包括第三二极管、二极管串和第四二极管；
[0021]正向SCR回路，所述正向SCR回路包括第一PNP双极晶体管和所述第一NPN双极晶体管；
[0022]反向SCR回路，所述反向SCR回路包括第二PNP双极晶体管和第二NPN双极晶体管；
[0023]所述正向二极管触发线路和所述反向二极管触发线路共用所述二极管串。
[0024]在一些实施例中，所述第一二极管的正极连接阳极，所述第一二极管的负极连接所述二极管串的正极，所述所述二极管串的负极连接所述第二二极管的正极，所述第二二极管的负极连接阴极；从所述阳极开始，经所述第一二极管、所述二极管串、所述第二二极管到达所述阴极，构成所述正向二极管触发线路。
[0025]在一些实施例中，所述第三二极管的正极连接阴极，所述第三二极管的负极连接所述二极管串的正极，所述二极管串的负极连接所述第四二极管的正极，所述第四二极管的负极连接阳极；从所述阴极开始，经所述第三二极管、所述二极管串、所述第四二极管到达所述阳极，构成所述反向二极管触发线路。
[0026]在一些实施例中，所述第一PNP双极晶体管的基极是所述第一NPN双极晶体管的集电极，所述第一NPN双极晶体管的基极是所述第一PNP双极晶体管的集电极，所述第一PNP双极晶体管的基极连接所述二极管串的正极，所述第一PNP双极晶体管的集电极连接所述二极管串的负极，所述第一PNP双极晶体管的发射极连接阳极，所述第一NPN双极晶体管的发射极连接阴极；从所述阳极开始，经所述第一PNP双极晶体管、所述第一NPN双极晶体管到达所述阴极，构成所述正向SCR回路。
[0027]在一些实施例中，所述第二PNP双极晶体管的基极是所述第二NPN双极晶体管的集电极，所述第二NPN双极晶体管的基极是所述第二PNP双极晶体管的集电极，所述第二PNP双极晶体管的基极连接所述二极管串的正极，所述第二PNP双极晶体管的集电极连接所述二极管串的负极，所述第二NPN双极晶体管的发射极连接阳极，所述第二PNP双极晶体管的发射集连接阴极；从所述阴极开始，经所述第二PNP双极晶体管,所述第二NPN双极晶体管到达
所述阳极，构成所述反向SCR回路。
[0028]在一些实施例中，所述二极管串的二极管个数大于等于0。
[0029]在一些实施例中，所述二极管串包括第五二极管和第六二极管；
[0030]所述第五二极管的正极为所述二极管串的正极，所述第五二极管的负极连接所述第六二极管的正极，所述第六二极管的负极为所述二极管串的负极。
[0031]本申请实施例的第三方面提供了一种二极管触发的集成电路，包括如上所述的二极管触发的电路。
[0032]本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0033]本申请的二极管触发的双向可控硅器件及电路，通过共接二极管实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二极管触发的双向可控硅器件，其特征在于，包括可控硅整流器和二极管串，所述可控硅整流器具有阳极和阴极且包括：P型衬底；第一P阱，形成在所述P型衬底内，所述第一P阱内形成有第一P型掺杂区和第一N型掺杂区；第二P阱，形成在所述P型衬底内，所述第二P阱内形成有第三N型掺杂区和第四P型掺杂区；N阱，形成在所述P型衬底内，所述N阱内形成有第二P型掺杂区、第二N型掺杂区和第三P型掺杂区；其中，所述第一N型掺杂区、所述第三P型掺杂区与所述阳极电相连；所述第三N型掺杂区、所述第二P型掺杂区与所述阴极电相连；所述第二N型掺杂区与所述二极管串的正极电连接，所述第一P型掺杂区和所述第四P型掺杂区与所述二极管串的负极电连接。2.根据权利要求1所述的二极管触发的双向可控硅器件，其特征在于，所述第一P型掺杂区、所述第二P型掺杂区、所述第三P型掺杂区、所述第四P型掺杂区、所述第一N型掺杂区、所述第二N型掺杂区和所述第三N型掺杂区均为重掺杂区，所述第一P阱、所述第二P阱和所述N阱均为轻掺杂区。3.根据权利要求1所述的二极管触发的双向可控硅器件，其特征在于，所述第一P阱与所述第二P阱紧邻所述N阱，且所述第一P阱与所述第二P阱以所述N阱的中轴线呈对称分布；其中，所述第一P型掺杂区与所述第四P型掺杂区关于所述N阱的中轴线对称，所述第一N型掺杂区与所述第三N型掺杂区关于N阱的中轴线对称，所述第二P型掺杂区与所述第三P型掺杂区关于所述N阱的中轴线对称。4.根据权利要求3所述的二极管触发的双向可控硅器件，其特征在于，从所述第一P阱、经所述N阱往所述第二P阱的方向看，掺杂区依次为第一P型掺杂区、第一N型掺杂区、第二P型掺杂区、第二N型掺杂区、第三P型掺杂区、第三N型掺杂区和第四P型掺杂区。5.根据权利要求1所述的二极管触发的双向可控硅器件，其特征在于，所述衬底内形成有深N阱，所述第一P阱、N阱和第二P阱设置在深N阱上表面。6.根据权利要求1所述的二极管触发的双向可控硅器件，其特征在于，相邻掺杂区之间均形成有浅槽隔离结构，所述掺杂区的深度均小于所述浅沟槽隔离结构的深度。7.根据权利要求1所述的二极管触发的双向可控硅器件，其特征在于，所述二极管串的二极管个数大于等于0。8.根据权利要求7所述的二极管触发的双向可控硅器件，其特征在于，所述二极管串包括第五二极管和第六二极管；所述第五二极管的正极为所述二极管串的正极，所述第五二极管的负极连接所述第六二极管的正极，所述第六二极管的负极为所述二极管串的负极。9.一种二极管触发的电路，其特征在于，包括：正向二极管触发线路，所述正向二极管触发线路包括第一二极管、二极管串和第二二极管；反向二极管触发线路，所述反向二极管触发线路包...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛盼，张英韬，刘俊杰，朱玲欣，宋彬，许杞安，吴铁将，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：