一种GCNMOS管和静电放电保护电路制造技术

本申请公开了一种GCNMOS管和静电放电保护电路，其中一种GCNMOS管包括：P型衬底、N型有源区、第一电阻和“井”字形栅极结构；其中，所述N型有源区位于所述P型衬底上方，所述N型有源区包括源极区、漏极区和隔开所述源极区、漏极区之间的“井”字形沟道区；所述“井”字形栅极结构，覆盖在所述“井”字形沟道区的上方；所述“井”字形栅极结构包括至少一个横向栅极结构和至少一个纵向栅极结构，所述横向栅极结构与所述纵向栅极结构融合相交。本申请通过将GCNMOS管的栅极结构设计为横纵交叉的形式，增加漏端和源端的接触面积，缓解了电流密度集中的问题，提升了器件的鲁棒性。提升了器件的鲁棒性。提升了器件的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种GCNMOS管和静电放电保护电路


[0001]本申请涉及电子
，具体而言，涉及一种GCNMOS管和静电放电保护电路。

技术介绍

[0002]ESD（electrostatic discharge，静电放电）是指具有不同静电电位的物体互相靠近或直接接触引起的电荷转移。ESD是一种常见的近场危害源，可形成高电压，强电场，瞬时大电流，并伴有强电磁辐射，形成静电放电电磁脉冲。在电子制造业中，静电的来源是多方面的，如人体、塑料制品、有关的仪器设备以及电子元器件本身。尤其是在精密仪器的制造过程中，静电放电时很容易损坏灵敏的内部电路元件，ESD防护对于器件鲁棒性，对于器件研究和系统设计非常重要。为了防止损坏仪器，防止静电放电（ESD）是十分重要的。
[0003]MOSFET（Metal oxide semiconductor field effect transistor）器件又称金属氧化物半导体场效应晶体管，是ESD防护中常用的一类器件，因其寄生BJT（Bipolar Junction Transistor，双极性结型晶体管）导通具有回滞特性，能将被保护电路钳位在较低的电压范围内，这大大降低了内部电路被击穿的风险。最基础的GGNMOS（Gate
‑
Grounded N
‑
type MOS，栅接地N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管）由于多叉指导通均匀性不佳，在实际产品设计中使用效果不佳。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本申请提供一种GCNMOS管和静电放电保护电路，通过将GCNMOS管的栅极结构设计为横纵交叉的形式，增加漏端和源端的接触面积，缓解了电流密度集中的问题，提升了器件的鲁棒性。
[0005]具体的，本申请的技术方案如下：第一方面，本申请公开一种GCNMOS管，包括：P型衬底、N型有源区、第一电阻和“井”字形栅极结构；其中，所述N型有源区位于所述P型衬底上方，所述N型有源区包括源极区、漏极区和隔开所述源极区、漏极区之间的“井”字形沟道区；所述“井”字形栅极结构，覆盖在所述“井”字形沟道区的上方；所述“井”字形栅极结构包括至少一个横向栅极结构和至少一个纵向栅极结构，所述横向栅极结构与所述纵向栅极结构融合相交。
[0006]在一些实施方式中，所述“井”字形沟道区包括至少一条横向沟道和至少一条纵向沟道，所述横向沟道和所述纵向沟道融合相交。
[0007]在一些实施方式中，所述“井”字形沟道区包括N条所述横向沟道和M条所述纵向沟道；所述横向沟道和所述纵向沟道将所述有源区，划分为包括（N+1）
×
（M+1）个子区的阵列；横向相邻或纵向相邻的两个子区分别为所述源极区和所述漏极区。
[0008]在一些实施方式中，其特征在于，若目标子区为所述源极区，则所述目标子区的横向相邻子区和纵向相邻子区均为
所述漏极区；或，若目标子区为所述漏极区，则所述目标子区的横向相邻子区和纵向相邻子区均为所述源极区。
[0009]在一些实施方式中，每个所述源极区与每个所述漏极区中存在至少一个通孔；所述源极区通过源极区通孔接地；所述漏极区通过漏极区通孔连接到外部电路的静电端。
[0010]在一些实施方式中，所述“井”字形栅极结构连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端接地；所述P型衬底接地。
[0011]第二方面，本申请还公开一种静电放电保护电路，包括功能电路，以及至少一个上述任一项实施方式中所述的GCNMOS管；所述GCNMOS管的漏极区连接所述功能电路的静电端；所述GCNMOS管的源极区接地，“井”字形栅极结构连接第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端接地。
[0012]与现有技术相比，本申请至少具有以下一项有益效果：1、解决了GCNMOS（Gate
‑
Coupled N
‑
type MOS，栅耦合N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管）中引入电容占用面积，不引入电容寄生电容可能过小的问题，通过构建“井”字形栅极结构，使得器件的寄生电容扩大为之前的约两倍。在有限的面积范围内，实现构建的寄生电容尽可能大，不需要再额外引入电容，栅极即能耦合到高电位。
[0013]2、源极区与漏极区错位排列，形成多路流向的泄放路径，通过扩大漏端和源端的接触面积，避免电流密度不均引起热积聚而失效，同时改善了叉指间的导通均匀性。
附图说明
[0014]下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本申请的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0015]图1为最基础的GCNMOS管的电路连接示意图；图2为最基础的GCNMOS管的结构原理示意简图；图3为本申请提供的现有技术中的多叉指GCNMOS管的示意版图；图4为本申请提供的一个实施例中一种GCNMOS管的示意版图。
具体实施方式
[0016]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0017]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。
[0018]为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与专利技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅
此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
[0019]在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0020]另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本申请的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
[0022]本申请提供的一种GCNMOS管的一个实施例，包括：P型衬底、N型有源区、第一电阻和“井”字形栅极结构。
[0023]其中，所述N型有源区位于所述P型衬底上方，所述N型有源区包括源极区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GCNMOS管，其特征在于，包括：P型衬底、N型有源区、第一电阻和“井”字形栅极结构；其中，所述N型有源区位于所述P型衬底上方，所述N型有源区包括源极区、漏极区和隔开所述源极区、漏极区之间的“井”字形沟道区；所述“井”字形栅极结构，覆盖在所述“井”字形沟道区的上方；所述“井”字形栅极结构包括至少一个横向栅极结构和至少一个纵向栅极结构，所述横向栅极结构与所述纵向栅极结构融合相交。2.如权利要求1所述的一种GCNMOS管，其特征在于，所述“井”字形沟道区包括至少一条横向沟道和至少一条纵向沟道，所述横向沟道和所述纵向沟道融合相交。3.如权利要求2所述的一种GCNMOS管，其特征在于，所述“井”字形沟道区包括N条所述横向沟道和M条所述纵向沟道；所述横向沟道和所述纵向沟道将所述有源区，划分为包括（N+1）
×
（M+1）个子区的阵列；横向相邻或纵向相邻的两个子区分别为所述源极区和所述漏极区...

【专利技术属性】
技术研发人员：周立人，周墨，
申请(专利权)人：上海韬润半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：