SCR型ESD防护器件、电子装置及制备方法制造方法及图纸

技术编号:38006508 阅读:43 留言:0更新日期:2023-06-30 10:23
本发明专利技术提供一种SCR型ESD防护器件、电子装置及制备方法,通过间隔设置的第五N型接触,以及通过对第五N型接触的尺寸、间隔距离和数量的设置,可控制NPN管向PNP管基区注入电流的大小,从而调控正反馈发生时对应的维持电压;进一步的,还可以在第二P型阱内及第五N型接触之间形成第六P型接触,通过调节第二P型阱中空穴的收集,调控NPN管开启电压和电流增益,从而起到对维持电压调控的效果。本申请可提供维持电压可调的SCR型ESD保护器件,即提高了ESD的泄放效率,又可避免闩锁发生。又可避免闩锁发生。又可避免闩锁发生。

【技术实现步骤摘要】
SCR型ESD防护器件、电子装置及制备方法


[0001]本专利技术属于半导体集成电路领域,涉及一种SCR型ESD防护器件、电子装置及制备方法。

技术介绍

[0002]在集成电路的各个环节中,都有可能产生电荷的累积。在一定的条件下,电荷会发生转移,瞬间通过的大电流有可能超过器件的临界值而导致芯片烧毁。静电放电(Electro Static Discharge,ESD)是集成电路失效的最主要原因,特别在功率集成电路中表现得尤其突出。
[0003]随着芯片尺寸的微缩以及智能化水平的提高,静电或浪涌的危害程度逐渐提高,且芯片面积的不断减小和ESD防护设计窗口的不断缩小都对ESD防护器件的性能要求越来越严格。
[0004]为了保护器件内部电路和避免闩锁等问题,ESD防护器件除了在ESD防护设计窗口内设计外,还需具备低触发电压、高维持电压和低钳位等特点。可控硅整流器(Silicon Controlled Rectifier,SCR)能满足在小面积内泄放大电流,与GGMOS(Gate

Grounded MOS)、三极管或二极管等其他ESD器件相比,其鲁棒性高、回滞强、面积小、钳位电压低,但是由于其维持电压低容易出现闩锁风险,这限制了SCR型ESD防护器件的应用。
[0005]因此,提供一种SCR型ESD防护器件、电子装置及制备方法,实属必要。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种SCR型ESD防护器件、电子装置及制备方法,用于解决现有技术中SCR型ESD防护器件的维持电压问题。
[0007]为实现上述目的,本专利技术提供一种SCR型ESD防护器件,所述SCR型ESD防护器件包括:衬底,所述衬底中设置有N型埋层;位于所述N型埋层上方的N型阱、第一P型阱及第二P型阱,且所述N型阱位于所述第一P型阱与所述第二P型阱之间;位于所述第一P型阱内的第一P型接触、位于所述N型阱内的第二N型接触、位于所述第二P型阱内的第三N型接触及第四P型接触,以及沿横向部分位于所述N型阱内部分位于所述第二P型阱内、且沿纵向间隔设置的第五N型接触;栅极结构,所述栅极结构位于所述第二P型阱上与所述第三N型接触及所述第五N型接触相接触,且显露间隔设置的所述第五N型接触之间的所述第二P型阱;其中,所述第一P型接触与所述第二N型接触连接构成器件的阳极,所述栅极结构、所述第三N型接触及所述第四P型接触连接构成器件的阴极。
[0008]可选地,还包括第六P型接触,所述第六P型接触位于所述第二P型阱内且位于间隔设置的所述第五N型接触之间并与所述第五N型接触相接触。
[0009]可选地,所述第一P型阱及所述第二P型阱远离所述N型阱的一侧均设置有深槽隔离结构,且所述深槽隔离结构贯穿所述N型埋层。
[0010]可选地,所述N型埋层的掺杂浓度大于所述N型阱的掺杂浓度。
[0011]可选地,所述栅极结构包括具有栅氧介电层的多晶硅栅极结构或具有栅氧介电层的金属硅化物栅极结构。
[0012]本专利技术还提供一种电子装置,所述电子装置包括任一上述的SCR型ESD防护器件以及与所述SCR型ESD防护器件相连的电子组件。
[0013]本专利技术还提供一种SCR型ESD防护器件的制备方法,包括以下步骤:提供衬底;于所述衬底中形成N型埋层;在所述N型埋层上方形成N型阱、第一P型阱及第二P型阱,且所述N型阱位于所述第一P型阱与所述第二P型阱之间;在所述第一P型阱内形成第一P型接触、在所述N型阱内形成第二N型接触、在所述第二P型阱内形成第三N型接触及第四P型接触,以及在所述N型阱及所述第二P型阱内形成沿横向部分位于所述N型阱内部分位于所述第二P型阱内、且沿纵向间隔设置的第五N型接触;形成栅极结构,所述栅极结构位于所述第二P型阱上与所述第三N型接触及所述第五N型接触相接触,且显露间隔设置的所述第五N型接触之间的所述第二P型阱;连接所述第一P型接触与所述第二N型接触构成器件的阳极,连接所述栅极结构、所述第三N型接触及所述第四P型接触构成器件的阴极。
[0014]可选地,还包括形成第六P型接触的步骤,其中,形成的所述第六P型接触位于所述第二P型阱内且位于间隔设置的所述第五N型接触之间并与所述第五N型接触相接触。
[0015]可选地,还包括于所述第一P型阱及所述第二P型阱远离所述N型阱的一侧均形成贯穿所述N型埋层的深槽隔离结构的步骤。
[0016]可选地,形成的所述N型埋层的掺杂浓度大于所述N型阱的掺杂浓度。
[0017]如上所述,本专利技术的SCR型ESD防护器件、电子装置及制备方法,通过沿横向部分位于N型阱内部分位于第二P型阱内、且沿纵向间隔设置的第五N型接触,以及通过对第五N型接触的尺寸、间隔距离和数量的设置,可控制NPN管向PNP管基区注入电流的大小,从而调控正反馈发生时对应的维持电压,其中,当第五N型接触的尺寸越大、数量越多、间距越小时,维持电压越大;进一步的,还可以在第二P型阱内及第五N型接触之间形成第六P型接触,通过调节第二P型阱中空穴的收集,调控NPN管开启电压和电流增益,从而起到对维持电压调控的效果。本申请可提供维持电压可调的SCR型ESD保护器件,即提高了ESD的泄放效率,又可避免闩锁发生。
附图说明
[0018]图1显示为实施例中SCR型ESD防护器件的制备工艺流程示意图。
[0019]图2显示为实施例中制备的SCR型ESD防护器件的截面结构示意图。
[0020]图3显示为实施例中制备的SCR型ESD防护器件的俯视结构示意图。
[0021]图4显示为实施例中制备的另一种SCR型ESD防护器件的俯视结构示意图。
[0022]元件标号说明100

衬底;200

N型埋层;301

N型阱;302

第一P型阱;303

第二P型阱;401

第一P型接触;402

第二N型接触;403

第三N型接触;404

第四P型接触;405

第五N型接触;406

第六P型接触;500

栅极结构;600

深槽隔离结构。
具体实施方式
[0023]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0024]如在详述本专利技术实施例时,为便于说明,表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0025]为了方便描述,此处可能使用诸如“本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SCR型ESD防护器件,其特征在于,所述SCR型ESD防护器件包括:衬底,所述衬底中设置有N型埋层;位于所述N型埋层上方的N型阱、第一P型阱及第二P型阱,且所述N型阱位于所述第一P型阱与所述第二P型阱之间;位于所述第一P型阱内的第一P型接触、位于所述N型阱内的第二N型接触、位于所述第二P型阱内的第三N型接触及第四P型接触,以及沿横向部分位于所述N型阱内部分位于所述第二P型阱内、且沿纵向间隔设置的第五N型接触;栅极结构,所述栅极结构位于所述第二P型阱上与所述第三N型接触及所述第五N型接触相接触,且显露间隔设置的所述第五N型接触之间的所述第二P型阱;其中,所述第一P型接触与所述第二N型接触连接构成器件的阳极,所述栅极结构、所述第三N型接触及所述第四P型接触连接构成器件的阴极。2.根据权利要求1所述的SCR型ESD防护器件,其特征在于:还包括第六P型接触,所述第六P型接触位于所述第二P型阱内且位于间隔设置的所述第五N型接触之间并与所述第五N型接触相接触。3.根据权利要求1所述的SCR型ESD防护器件,其特征在于:所述第一P型阱及所述第二P型阱远离所述N型阱的一侧均设置有深槽隔离结构,且所述深槽隔离结构贯穿所述N型埋层。4.根据权利要求1所述的SCR型ESD防护器件,其特征在于:所述N型埋层的掺杂浓度大于所述N型阱的掺杂浓度。5.根据权利要求1所述的SCR型ESD防护器件,其特征在于:所述栅极结构包括具有栅氧介电层的多晶硅栅极结构或具有栅氧介电层的金属硅化物栅极结构。6.一种电子装置,其特征在于,所述电子装置包括权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘尧刘筱伟杨超周小雯舒刚剑刘森
申请(专利权)人:微龛广州半导体有限公司
类型:发明
国别省市:

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