【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于静电放电保护，尤其涉及一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件。
技术介绍
1、可控硅器件(silicon controlled rectifier，scr)在功率器件中广泛应用，由于它可以在高阻态和低阻态之间切换，因此可以被用作电源开关，同时也是一种常用于静电放电(electro-static discharge，esd)防护的器件，具有极好地释放静电能力，可以更好地满足需求。与二极管、三极管以及场效应晶体管相比，自身的正反馈机制使得可控硅器件具有电流泄放能力强、单位面积泄放效率高、导通电阻小、鲁棒性强、防护级别高等优点，能够在半导体平面工艺上，以较小的芯片面积达成较高的静电防护等级。
2、由于工艺线宽越来越小，ic芯片变的越来越脆弱，这就要求esd和浪涌保护器件能够具有更高的保护能力和具有更低的正反向钳位电压。目前现有的esd和浪涌防护器件大多采用pn结的结构来做保护器件，但是该种类型的器件具有钳位电压高，防护能力差和电容高的缺点，随着ic芯片的应用频率越来越高，高阻类型的防护器件将很难满足应用的需求。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种结构简单、成本低、esd和浪涌防护能力强的低电容低钳位电压的纵向scr器件。
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，包括n型硅衬底，所述n型硅衬底的正面形成有p型外延层，背面形成有背面金属层，在其内部还间隔设
4、所述p型外延层上设置有n型外延层，所述p型外延层和n型外延层之间设置有n型埋层；所述n型外延层上形成有p型重掺杂区，以及位于p型重掺杂区两侧的隔离深沟槽；
5、所述隔离深沟槽向下延伸，依次穿过n型埋层和p型外延层，深入至n型硅衬底内；所述p型重掺杂区与正面金属层相接；所述p型重掺杂区和n型外延层上形成有介质层，所述介质层位于正面金属层周围。
6、上述的一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，所述正面金属层与p型重掺杂区相接为scr器件的阳极anode引出；所述背面金属层与n型硅衬底相接为scr器件的阴极cathode引出。
7、上述的一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，所述n型埋层与n型外延层构成pnp结构的基区，同时可作为npn结构的发射区；所述p型外延层作为npn结构的基区；n型硅衬底作为npn结构的集电区。
8、上述的一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，所述p型重掺杂区为硼注入，其注入能量为80kev～100kev,剂量为2e14～1e16。
9、上述的一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，所述n型外延层的厚度为3um～9um，其外延电阻率5ω.cm～100ω.cm。
10、上述的一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，所述n型埋层为磷注入，其注入能量为70kev～120kev,剂量为5e13～2e15。
11、上述的一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，所述p型外延层的厚度为3um～10um，其电阻率为0.01ω.cm～0.4ω.cm。
12、上述的一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，所述介质层为8k～10k淀积的硼磷硅酸盐玻璃层；所述正面金属层为4um高硅铝合金；所述背面金属层为150um钛镍银合金靶材。
13、上述的一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，所述n型硅衬底采用电阻率为0.002～0.006ω.cm,<100>晶向的材料形成。
14、本专利技术的技术效果和优点：
15、1、本专利技术提供的一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，其电容等效为三个pn电容串联构成，总电容小于三者中最小值，器件电容基本由结构中电容最小的pn结决定，本专利技术中p型重掺杂区与n型外延层组成的pn结电容因为p型重掺杂区面积小和深度浅，并且n型外延层的浓度很淡，所以二者构成的pn结电容很小；当scr的维持电流ih越小其钳位电压越低，由p型重掺杂区、n型外延层、n型埋层和p型外延层构成的pnp结构和由n型埋层、p型外延层和n型硅衬底构成的npn结构，二者的放大系数即可以改变其维持电流；通过增加p型重掺杂区的深度或者减小面积，降低n型外延层的浓度，减少其厚度，降低n型埋层的浓度或者深度、减低p型外延层的浓度或者减少其厚度，从而获得低钳位电压。
16、2、本专利技术提供的一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，通过设置的隔离深沟槽作为隔离使用，可有效地降低scr器件的寄生电容。
17、3、本专利技术提供的一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，通过在纵向npn结构的阴极cathode和pnp结构的阳极anode采用深槽金属连接孔，有利于提高scr器件的转折特性和维持电流特性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于ESD保护的低容低钳位纵向SCR器件，其特征在于：包括N型硅衬底(101)，所述N型硅衬底(101)的正面形成有P型外延层(102)，背面形成有背面金属层(110)，在其内部还间隔设有多个深槽金属连接孔(109)；多个深槽金属连接孔(109)内均填充有金属铝，且其一端与背面金属层(110)相接，另一端伸出N型硅衬底(101)正面，深入P型外延层(102)内，形成短路孔结构；
2.根据权利要求1所述的一种用于ESD保护的低容低钳位纵向SCR器件，其特征在于：所述正面金属层(108)与P型重掺杂区(105)相接为SCR器件的阳极Anode引出；所述背面金属层(109)与N型硅衬底(101)相接为SCR器件的阴极Cathode引出。
3.根据权利要求1所述的一种用于ESD保护的低容低钳位纵向SCR器件，其特征在于：所述N型埋层(103)与N型外延层(104)构成PNP结构的基区，同时可作为NPN结构的发射区；所述P型外延层(102)作为NPN结构的基区；N型硅衬底(101)作为NPN结构的集电区。
4.根据权利要求1所述的一种用于ESD保
5.根据权利要求1所述的一种用于ESD保护的低容低钳位纵向SCR器件，其特征在于：所述N型外延层(104)的厚度为3um～9um，其外延电阻率5Ω.cm～100Ω.cm。
6.根据权利要求1所述的一种用于ESD保护的低容低钳位纵向SCR器件，其特征在于：所述N型埋层(103)为磷注入，其注入能量为70kev～120kev,剂量为5e13～2e15。
7.根据权利要求1所述的一种用于ESD保护的低容低钳位纵向SCR器件，其特征在于：所述P型外延层(102)的厚度为3um～10um，其电阻率为0.01Ω.cm～0.4Ω.cm。
8.根据权利要求1所述的一种用于ESD保护的低容低钳位纵向SCR器件，其特征在于：所述介质层(107)为8k～10k淀积的硼磷硅酸盐玻璃层；所述正面金属层(108)为4um高硅铝合金；所述背面金属层(109)为150um钛镍银合金靶材。
9.根据权利要求1所述的一种用于ESD保护的低容低钳位纵向SCR器件，其特征在于：所述N型硅衬底(101)采用电阻率为0.002～0.006Ω.cm,<100>晶向的材料形成。
...【技术特征摘要】
1.一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，其特征在于：包括n型硅衬底(101)，所述n型硅衬底(101)的正面形成有p型外延层(102)，背面形成有背面金属层(110)，在其内部还间隔设有多个深槽金属连接孔(109)；多个深槽金属连接孔(109)内均填充有金属铝，且其一端与背面金属层(110)相接，另一端伸出n型硅衬底(101)正面，深入p型外延层(102)内，形成短路孔结构；
2.根据权利要求1所述的一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，其特征在于：所述正面金属层(108)与p型重掺杂区(105)相接为scr器件的阳极anode引出；所述背面金属层(109)与n型硅衬底(101)相接为scr器件的阴极cathode引出。
3.根据权利要求1所述的一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，其特征在于：所述n型埋层(103)与n型外延层(104)构成pnp结构的基区，同时可作为npn结构的发射区；所述p型外延层(102)作为npn结构的基区；n型硅衬底(101)作为npn结构的集电区。
4.根据权利要求1所述的一种用于esd保护的低容低钳位纵向scr器件，其特征在于：所述p型重掺杂区(105)为硼注入，其注入...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺健民，王康，张关保，张彪，
申请(专利权)人：西安迈驰半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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