耐正负高压的ESD防护器件及其制备方法、电子设备技术

本发明专利技术适用于半导体器件领域，提供了一种耐正负高压的ESD防护器件及其制备方法、电子设备，该ESD防护器件包括：衬底、形成于衬底中的掩埋层以及形成于衬底和掩埋层上的外延层，并于掩埋层上形成与掩埋层接触且为环状结构的第一高压阱以及为目字状结构的第二高压阱，第二高压阱形成于第一高压阱的内侧，第一高压阱与第一有源区的掺杂浓度逐渐减低，第二高压阱与第二有源区之间的掺杂浓度逐渐减低，然后在第一高压阱内外侧以及第二高压阱的孔结构内设置第三有源区、第四有源区、第五有源区、第六有源区以及第七有源区，从而通过连接有源区或者在有源区之间连接电阻，保证器件的端口正常工作在正负高压下，并具有低漏电流、无击穿延迟的特点。延迟的特点。延迟的特点。

【技术实现步骤摘要】
耐正负高压的ESD防护器件及其制备方法、电子设备


[0001]本专利技术属于半导体器件领域，尤其涉及一种耐正负高压的ESD防护器件及其制备方法、电子设备。

技术介绍

[0002]随着半导体工艺尺寸的缩小，器件工作电压与击穿电压的差距越来越小，集成电路的静电泄放(Electro
‑
Static discharge，ESD)问题越来越显著。通常情况下IC端口的工作电压在0V到电源电压之间，从而普通器件端口的ESD结构也只需要保证端口电压在0V和电源电压之间时ESD器件没有漏电流。
[0003]然而，在实际应用中，现有的PNP器件中，在ESD事件发生时，一些芯片中会出现端口电压远高于电源电压或者低于地电位的负压的情况，这种情况下会使得PNP器件寄生PN结导通，造成端口大的漏电流，使得端口信号不完整，影响整个芯片的实际使用，并且部分应用场合中存在有漏电流小，ESD快速响应较慢等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的在于提供一种耐正负高压的ESD防护器件及其制备方法、电子设备，旨在解决现有PNP型的ESD防护器件不能耐正负高压，对衬底寄生漏电且存在击穿延迟的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种耐正负高压的ESD防护器件，包括：
[0006]衬底、形成于衬底中的掩埋层以及形成于所述衬底和掩埋层上的外延层；
[0007]形成于所述掩埋层上的第一高压阱、第二高压阱；其中，所述第一高压阱为环状结构，所述第二高压阱为目字状结构，所述第一高压阱的外侧对齐所述掩埋层的外侧，所述第二高压阱形成于第一高压阱的内侧；
[0008]分别形成于所述第一高压阱、所述第二高压阱内的第一深阱、第二深阱；
[0009]分别形成于所述第一深阱、所述第二深阱内的第一阱区和第二阱区；
[0010]分别形成于所述第一阱区、所述第二阱区的第一有源区和第二有源区；其中，所述第一深阱、所述第一阱区、所述第一有源区为环状结构，所述第二深阱、所述第二阱区、所述第二有源区为目字状结构；
[0011]第三深阱、第四深阱、第五深阱、第六深阱；其中，所述第三深阱位于所述第一高压阱与所述第二高压阱之间，所述第四深阱、所述第五深阱、所述第六深阱分别位于所述第二高压阱的三个孔结构内；
[0012]分别形成于所述第三深阱、所述第四深阱、所述第五深阱、所述第六深阱内的第三阱区、第四阱区、第五阱区、第六阱区；
[0013]分别形成于所述第三阱区、所述第四阱区、所述第五阱区、所述第六阱区内的第三有源区、第四有源区、第五有源区、第六有源区；
[0014]形成于所述第一高压阱的外侧的第七阱区以及形成于所述第七阱区内的第七有源区；其中，所述第七阱区、所述第七有源区、所述第三深阱、所述第四深阱、所述第五深阱、所述第六深阱、所述第三阱区、所述第四阱区、所述第五阱区、所述第六阱区、所述第三有源区、所述第四有源区、所述第五有源区、所述第六有源区、所述衬底以及所述外延层的掺杂类型相同，且与所述第一高压阱、第二高压阱、所述第一深阱、所述第二深阱、所述第一阱区、所述第二阱区、所述第一有源区、所述第二有源区以及所述掩埋层的掺杂类型相反。
[0015]在一个实施例中，所述第一高压阱和所述第二高压阱均与所述掩埋层接触；
[0016]所述第一有源区和所述第二有源区通过金属连接线共接于中间节点金属电极。
[0017]在一个实施例中，所述第三有源区通过金属连接线连接所述中间节点金属电极；
[0018]所述第七有源区连接第一金属电极；
[0019]所述第四有源区和所述第六有源区通过金属连接线共接于所述第一金属电极；
[0020]所述第五有源区连接第二金属电极。
[0021]在一个实施例中，所述ESD防护器件还包括：
[0022]第一电阻，连接于所述第一金属电极与所述中间节点金属电极之间。
[0023]在一个实施例中，所述ESD防护器件还包括：
[0024]第二电阻，连接于所述第二金属电极与所述中间节点金属电极之间。
[0025]在一个实施例中，所述第一电阻为片上集成电阻或者片外分立电阻。
[0026]在一个实施例中，所述第七阱区、所述第七有源区、所述第三深阱、所述第四深阱、所述第五深阱、所述第六深阱、所述第三阱区、所述第四阱区、所述第五阱区、所述第六阱区、所述第三有源区、所述第四有源区、所述第五有源区、所述第六有源区、所述衬底以及所述外延层为P型掺杂；
[0027]所述第一高压阱、第二高压阱、所述第一深阱、所述第二深阱、所述第一阱区、所述第二阱区、所述第一有源区、所述第二有源区以及所述掩埋层为N型掺杂。
[0028]本申请实施例第二方面还提供了一种耐正负高压的ESD防护器件的制备方法，所述制备方法包括：
[0029]在衬底中形成的第一掩埋层，并在所述衬底和所述第一掩埋层上形成外延层；
[0030]在所述外延层形成与所述掩埋层接触的第一高压阱、第二高压阱；其中，所述第一高压阱为环状结构，所述第二高压阱为目字状结构，所述第一高压阱的外侧对齐所述掩埋层的外侧，所述第二高压阱形成于第一高压阱的内侧；
[0031]在所述第一高压阱、所述第二高压阱内分别形成第一深阱、第二深阱；
[0032]在所述第一深阱、所述第二深阱内分别形成第一阱区和第二阱区；
[0033]在所述第一阱区、所述第二阱区内分别形成第一有源区和第二有源区；其中，所述第一深阱、所述第一阱区、所述第一有源区为环状结构，所述第二深阱、所述第二阱区、所述第二有源区为目字状结构；
[0034]在所述外延层内形成第三深阱、第四深阱、第五深阱、第六深阱；其中，所述第三深阱位于所述第一高压阱与所述第二高压阱之间，所述第四深阱、所述第五深阱、所述第六深阱分别位于所述第二高压阱的三个孔结构内；
[0035]在所述第三深阱、所述第四深阱、所述第五深阱、所述第六深阱内分别形成第三阱区、第四阱区、第五阱区、第六阱区，以及在所述第一高压阱的外侧形成第七阱区；
[0036]分别在所述第三阱区、所述第四阱区、所述第五阱区、所述第六阱区以及所述第七阱区内形成第三有源区、第四有源区、第五有源区、第六有源区以及第七有源区；其中，所述第七阱区、所述第七有源区、所述第三深阱、所述第四深阱、所述第五深阱、所述第六深阱、所述第三阱区、所述第四阱区、所述第五阱区、所述第六阱区、所述第三有源区、所述第四有源区、所述第五有源区、所述第六有源区、所述衬底以及所述外延层的掺杂类型相同，且与所述第一高压阱、第二高压阱、所述第一深阱、所述第二深阱、所述第一阱区、所述第二阱区、所述第一有源区、所述第二有源区以及所述掩埋层的掺杂类型相反。
[0037]在一个实施例中，所述第七阱区、所述第七有源区、所述第三深阱、所述第四深阱、所述第五深阱、所述第六深阱、所述第三阱区、所述第四阱区、所述第五阱区、所述第六阱区、所述第三有源区、所述第四有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐正负高压的ESD防护器件，其特征在于，所述ESD防护器件包括：衬底、形成于衬底中的掩埋层；形成于所述衬底和所述掩埋层上的外延层；形成于所述掩埋层上的第一高压阱、第二高压阱；其中，所述第一高压阱为环状结构，所述第二高压阱为目字状结构，所述第一高压阱的外侧对齐所述掩埋层的外侧，所述第二高压阱形成于所述第一高压阱的内侧；分别形成于所述第一高压阱、所述第二高压阱内的第一深阱、第二深阱；分别形成于所述第一深阱、所述第二深阱内的第一阱区和第二阱区；分别形成于所述第一阱区、所述第二阱区的第一有源区和第二有源区；其中，所述第一深阱、所述第一阱区、所述第一有源区为环状结构，所述第二深阱、所述第二阱区、所述第二有源区为目字状结构；第三深阱、第四深阱、第五深阱、第六深阱；其中，所述第三深阱位于所述第一高压阱与所述第二高压阱之间，所述第四深阱、所述第五深阱、所述第六深阱分别位于所述第二高压阱的三个孔结构内；分别形成于所述第三深阱、所述第四深阱、所述第五深阱、所述第六深阱内的第三阱区、第四阱区、第五阱区、第六阱区；分别形成于所述第三阱区、所述第四阱区、所述第五阱区、所述第六阱区内的第三有源区、第四有源区、第五有源区、第六有源区；形成于所述第一高压阱的外侧的第七阱区以及形成于所述第七阱区内的第七有源区；其中，所述第七阱区、所述第七有源区、所述第三深阱、所述第四深阱、所述第五深阱、所述第六深阱、所述第三阱区、所述第四阱区、所述第五阱区、所述第六阱区、所述第三有源区、所述第四有源区、所述第五有源区、所述第六有源区、所述衬底以及所述外延层的掺杂类型相同，且与所述第一高压阱、第二高压阱、所述第一深阱、所述第二深阱、所述第一阱区、所述第二阱区、所述第一有源区、所述第二有源区以及所述掩埋层的掺杂类型相反。2.如权利要求1所述的ESD防护器件，其特征在于，所述第一高压阱和所述第二高压阱均与所述掩埋层接触；所述第一有源区和所述第二有源区通过金属连接线共接于中间节点金属电极。3.如权利要求2所述的ESD防护器件，其特征在于，所述第三有源区通过金属连接线连接所述中间节点金属电极；所述第七有源区连接第一金属电极；所述第四有源区和所述第六有源区通过金属连接线共接于所述第一金属电极；所述第五有源区连接第二金属电极。4.如权利要求3所述的ESD防护器件，其特征在于，所述ESD防护器件还包括：第一电阻，连接于所述第一金属电极与所述中间节点金属电极之间。5.如权利要求3或4所述的ESD防护器件，其特征在于，所述ESD防护器件还包括：第二电阻，连接于所述第二金属电极与所述中间节点金属电极之间。6.如权利要求4所述的ESD防护器件，其特征在于，所述第一电阻为片上集成电阻或者片外分立电阻。7.如权利要求1
‑
4任一项所述的ESD防护器件，其特征在于，所述第七阱区、所述第七有
源区、所述第三深阱、所述第四深阱、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李会羽，陈锡均，黄曦原，裴国旭，董小雨，
申请(专利权)人：深圳市国微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：