一种二极管ESD保护器件、集成电路及电子设备制造技术

本发明专利技术提供了一种二极管ESD保护器件、集成电路及电子设备，该二极管ESD保护器件在第一掺杂阱的两侧分别加入第二掺杂阱和第三掺杂阱，结合第一重掺杂区、第二重掺杂区和第三重掺杂区，形成两个对称的寄生SCR结构，在不影响本身的ESD保护能力的情况下，引入了新的体内寄生通道，这一新的体内寄生通道具备电流导通深度深，单位电流密度大，单位面积ESD保护效率高的特点，能够在总面积不变的情况下，适当缩小二极管导通部分面积，实现ESD防护能力的大幅度提升，同时其导通电阻也会相应降低，具备更好的电压钳位能力。备更好的电压钳位能力。备更好的电压钳位能力。

【技术实现步骤摘要】
一种二极管ESD保护器件、集成电路及电子设备


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，更具体地说，涉及一种二极管ESD保护器件、集成电路及电子设备。

技术介绍

[0002]芯片的静电放电（Electrostatic Discharge，简称ESD）防护设计是每一颗芯片必须具备的，该静电放电防护设计的目的在于保证芯片功能正常的情况下，防止静电能量对芯片内部的核心电路或者器件造成损伤。目前业界内静电能量主要通过两种模型进行刻画，分别是人体模型（Human Body Model，简称HBM）和器件充电模型（Charged Device Mode，简称CDM）。
[0003]目前，在实际工程使用中二极管结构应用最为广泛，但是传统的二极管结构由于其导电通道贴近二极管结构的表层，且受限于PN结的面积，其ESD泄放能力和单位面积的效率依然偏低。特别是随着工艺结点的不断演进，相同面积下的二极管结构的ESD保护能力也在不断的下降。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提供一种二极管ESD保护器件、集成电路及电子设备，技术方案如下：一种二极管ESD保护器件，所述二极管ESD保护器件包括：衬底、第一重掺杂区、第二重掺杂区和第三重掺杂区；所述衬底具有第一掺杂阱，以及位于所述第一掺杂阱两侧的第二掺杂阱和第三掺杂阱；所述第一重掺杂区位于所述第一掺杂阱的表面；所述第二重掺杂区位于所述第二掺杂阱的表面；所述第三重掺杂区位于所述第三掺杂阱的表面；其中，所述衬底、所述第一掺杂阱、所述第二重掺杂区和所述第三重掺杂区的掺杂类型为第一掺杂类型，所述第二掺杂阱、所述第三掺杂阱和所述第一重掺杂区的掺杂类型为第二掺杂类型，所述第一掺杂类型和所述第二掺杂类型不同。
[0005]优选的，在上述二极管ESD保护器件中，所述第一重掺杂区与所述第二重掺杂区之间的间距为D1；所述第一重掺杂区与所述第三重掺杂区之间的间距为D2；其中，D1=D2。
[0006]优选的，在上述二极管ESD保护器件中，所述第二重掺杂区和所述第三重掺杂区为一体成型结构；所述第一重掺杂区位于所述一体成型结构所围成的区域内。
[0007]优选的，在上述二极管ESD保护器件中，所述第一掺杂类型为P型掺杂；
所述第二掺杂类型为N型掺杂。
[0008]优选的，在上述二极管ESD保护器件中，所述二极管ESD保护器件还包括：位于所述第一重掺杂区和所述第二重掺杂区之间的第四重掺杂区；位于所述第一重掺杂区和所述第三重掺杂区之间的第五重掺杂区；其中，所述第四重掺杂区和所述第五重掺杂区位于所述第一掺杂阱的表面，所述第四重掺杂区和所述第五重掺杂区的掺杂类型为第一掺杂类型。
[0009]优选的，在上述二极管ESD保护器件中，所述第一重掺杂区连接第一电极；所述第二重掺杂区、所述第三重掺杂区、所述第四重掺杂区和所述第五重掺杂区连接第二电极，所述第一电极和所述第二电极中其中一个为正极，另一个为负极。
[0010]优选的，在上述二极管ESD保护器件中，所述二极管ESD保护器件还包括：位于所述第二重掺杂区和所述第四重掺杂区之间的第六重掺杂区；位于所述第三重掺杂区和所述第五重掺杂区之间的第七重掺杂区；其中，所述第六重掺杂区部分位于所述第一掺杂阱的表面，部分位于所述第二掺杂阱的表面；所述第七重掺杂区部分位于所述第一掺杂阱的表面，部分位于所述第三掺杂阱的表面；所述第六重掺杂区和第七重掺杂区的掺杂类型为第二掺杂类型；所述第六重掺杂区和所述第七重掺杂区浮空。
[0011]优选的，在上述二极管ESD保护器件中，所述二极管ESD保护器件还包括：位于所述第一重掺杂区和所述第四重掺杂区之间，以及位于所述第一重掺杂区和所述第五重掺杂区之间的浅槽隔离结构。
[0012]优选的，在上述二极管ESD保护器件中，所述二极管ESD保护器件还包括：位于所述第一重掺杂区和所述第四重掺杂区之间、位于所述第一重掺杂区和所述第五重掺杂区之间、位于所述第二重掺杂区远离所述第一重掺杂区一侧的、以及位于所述第三重掺杂区远离所述第一重掺杂区一侧的浅槽隔离结构；位于所述第二重掺杂区和所述第六重掺杂区之间、位于所述第六重掺杂区和所述第四重掺杂区之间、位于所述第三重掺杂区和所述第七重掺杂区之间、以及位于所述第七重掺杂区和第五重掺杂区之间的浮栅结构；所述浮栅结构浮空。
[0013]优选的，在上述二极管ESD保护器件中，所述二极管ESD保护器件还包括：位于所述第二重掺杂区远离所述第一重掺杂区一侧的第八重掺杂区；位于所述第三重掺杂区远离所述第一重掺杂区一侧的第九重掺杂区；其中，所述第八重掺杂区和所述第九重掺杂区位于所述衬底的表面，所述第八重掺杂区和所述第九重掺杂区的掺杂类型为第一掺杂类型。
[0014]本申请还提供了一种集成电路，所述集成电路包括上述任一项所述的二极管ESD保护器件。
[0015]本申请还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述任一项所述的二极管ESD保护器件；或，所述电子设备包括上述所述的集成电路。
[0016]相较于现有技术，本专利技术实现的有益效果为：本专利技术提供的一种二极管ESD保护器件包括：衬底、第一重掺杂区、第二重掺杂区和第三重掺杂区；所述衬底具有第一掺杂阱，以及位于所述第一掺杂阱两侧的第二掺杂阱和第三掺杂阱；所述第一重掺杂区位于所述第一掺杂阱的表面；所述第二重掺杂区位于所述第二掺杂阱的表面；所述第三重掺杂区位于所述第三掺杂阱的表面；其中，所述衬底、所述第一掺杂阱、所述第二重掺杂区和所述第三重掺杂区的掺杂类型为第一掺杂类型，所述第二掺杂阱、所述第三掺杂阱和所述第一重掺杂区的掺杂类型为第二掺杂类型，所述第一掺杂类型和所述第二掺杂类型不同。该二极管ESD保护器件在第一掺杂阱的两侧分别加入第二掺杂阱和第三掺杂阱，结合第一重掺杂区、第二重掺杂区和第三重掺杂区，形成两个对称的寄生SCR结构，在不影响本身的ESD保护能力的情况下，引入了新的体内寄生通道，这一新的体内寄生通道具备电流导通深度深，单位电流密度大，单位面积ESD保护效率高的特点，能够在总面积不变的情况下，适当缩小二极管导通部分面积，实现ESD防护能力的大幅度提升，同时其导通电阻也会相应降低，具备更好的电压钳位能力。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0018]图1为现有技术中二极管ESD保护器件的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种二极管ESD保护器件的结构示意图之一；图3为图2所示二极管ESD保护器件中SCR寄生路径等效电路图；图4为图2所示二极管ESD保护器件中部分SCR寄生路径等效电路图；图5为本专利技术实施例提供的一种二极管ESD保护器件的结构示意图之二；图6为本专利技术实施例提供的一种基于图2所示二极管ESD保护器件的变形结构；图7为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二极管ESD保护器件，其特征在于，所述二极管ESD保护器件包括：衬底、第一重掺杂区、第二重掺杂区和第三重掺杂区；所述衬底具有第一掺杂阱，以及位于所述第一掺杂阱两侧的第二掺杂阱和第三掺杂阱；所述第一重掺杂区位于所述第一掺杂阱的表面；所述第二重掺杂区位于所述第二掺杂阱的表面；所述第三重掺杂区位于所述第三掺杂阱的表面；其中，所述衬底、所述第一掺杂阱、所述第二重掺杂区和所述第三重掺杂区的掺杂类型为第一掺杂类型，所述第二掺杂阱、所述第三掺杂阱和所述第一重掺杂区的掺杂类型为第二掺杂类型，所述第一掺杂类型和所述第二掺杂类型不同。2.根据权利要求1所述的二极管ESD保护器件，其特征在于，所述第一重掺杂区与所述第二重掺杂区之间的间距为D1；所述第一重掺杂区与所述第三重掺杂区之间的间距为D2；其中，D1=D2。3.根据权利要求1所述的二极管ESD保护器件，其特征在于，所述第二重掺杂区和所述第三重掺杂区为一体成型结构；所述第一重掺杂区位于所述一体成型结构所围成的区域内。4.根据权利要求1所述的二极管ESD保护器件，其特征在于，所述第一掺杂类型为P型掺杂；所述第二掺杂类型为N型掺杂。5.根据权利要求1所述的二极管ESD保护器件，其特征在于，所述二极管ESD保护器件还包括：位于所述第一重掺杂区和所述第二重掺杂区之间的第四重掺杂区；位于所述第一重掺杂区和所述第三重掺杂区之间的第五重掺杂区；其中，所述第四重掺杂区和所述第五重掺杂区位于所述第一掺杂阱的表面，所述第四重掺杂区和所述第五重掺杂区的掺杂类型为第一掺杂类型。6.根据权利要求5所述的二极管ESD保护器件，其特征在于，所述第一重掺杂区连接第一电极；所述第二重掺杂区、所述第三重掺杂区、所述第四重掺杂区和所述第五重掺杂区连接第二电极，所述第一电极和所述第二电极中其中一个为正极，另一个为负极。7.根据权利要求5所述的二极管ESD保护器件，其特征在于，所述二极管ESD保护器件还包括：位于所述第二重掺杂区和所述第四重掺杂区之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘聂，
申请(专利权)人：深圳中安辰鸿技术有限公司，
类型：发明
国别省市：