【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其涉及一种双向硅控整流器。
技术介绍
1、随着集成电路的快速发展，低工作电压的ic已逐渐普及，用于此类低工作电压的esd防护器件需求也日趋紧迫，成为分立器件重要的发展方向。另一方面，越来越多的电子产品拥有usb3.0及hdmi1.4以上的数据接口，其传输速率达到ghz以上，保护器件需提供更低的电容才能保证传输信号的完整性，因此电容成为保护器件的关键参数之一。
2、可控硅(scr)作为一种单位面积鲁棒性强，寄生电容小的保护器件被广泛应用到各类产品中。目前的scr结构一般包含常规双向scr结构和改进型双向scr结构。
3、常规双向scr的结构如图1所示，触发电压(vtr)取决于nw/pw的雪崩击穿电压，其值通常在几十伏以上，器件的寄生电容主要由nw/pw、nw/pepi两个结面形成，通常采用较浓的nw工艺实现低触发电压，势必带来较大的寄生电容。
4、改进型双向scr的结构如图2所示，触发电压(vtr)取决于nw/p+的雪崩击穿电压，通常可以做到10v左右，但由于pw中p+为重掺杂，且与nw相接，通常需要增大nw尺寸，或者加浓nw剂量来抑制p+/nw/p+间穿通漏电；另一方面，如果想做到触发电压10v以内，由于p+工艺限制，通常需要加浓nw以达到继续降低击穿电压的要求，但nw加浓后会带来较大的寄生电容，又很容易出现nw/pw/nw穿通漏电，如要防止此穿通漏电，通常需要增大pw尺寸，或者加浓pw剂量，以上这些往往会增加寄生电容，不利于传输信号的完整性。
5、另外，二
6、因此如何同时实现低触发电压和低寄生电容成了一个亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种双向硅控整流器，包括：
2、衬底外延晶体，所述衬底外延晶体的顶部的两侧形成有对称结构的硅控整流区，两侧的所述硅控整流区分别连接第一输入端口和第二输入端口；
3、触发区，所述触发区对称形成于所述硅控整流区的向外的两侧的顶部，并且各所述触发区通过对应的单向导流器连接所述硅控整流区；
4、隔离结构，形成于所述衬底外延晶体中，分别位于所述硅控整流区的两侧，从所述衬底外延晶体的顶部向下延伸。
5、优选的，所述硅控整流区包括：
6、第一n型阱区和第二n型阱区，所述第一n型阱区和所述第二n型阱区对称地形成于所述衬底外延晶体两侧的顶部；
7、第一p型阱区，所述第一p型阱区形成于所述第一n型阱区和所述第二n型阱区之间的衬底外延晶体的顶部，且不与第一n型阱区和第二n型阱区相连；
8、第一p型重掺杂区和第一n型重掺杂区相接，形成于所述第一n型阱区的顶部，并且均通过金属连接到第一输入端口；
9、第二p型重掺杂区和第二n型重掺杂区相接，形成于所述第二n型阱区的顶部，并且均通过金属连接到第二输入端口；
10、第三p型重掺杂区，形成于所述第一p型阱区的顶部。
11、优选的，所述触发区包括：
12、第一p型掺杂区，所述第一p型掺杂区相接于所述第一n型重掺杂区向外的一侧，所述第一p型掺杂区内还形成有第四p型重掺杂区，所述第四p型重掺杂区连接对应的所述单向导流器的一端，所述第三p型重掺杂区连接对应的所述单向导流器的另一端；
13、第二p型掺杂区，所述第二p型掺杂区相接于所述第二n型重掺杂区向外的一侧，所述第二p型掺杂区内还形成有第五p型重掺杂区，所述第五p型重掺杂区连接对应的所述单向导流器的一端，所述第三p型重掺杂区连接对应的所述单向导流器的另一端。
14、优选的，所述单向导流器为二极管，所述二极管的阳极连接所述触发区，所述二极管的阴极连接所述硅控整流区；
15、或所述单向导流器为p沟道场效应管，所述p沟道场效应管的栅极和漏极连接所述硅控整流区，所述p沟道场效应管的源极连接所述触发区；
16、或所述单向导流器为n沟道场效应管，所述n沟道场效应管的源极连接所述触发区，所述n沟道场效应管的栅极和漏极连接所述硅控整流区。
17、优选的，所述触发区包括：
18、第一p型掺杂区，所述第一p型掺杂区相接于所述第一n型重掺杂区向外的一侧，所述第一p型掺杂区内还形成有第三n型重掺杂区，所述第三n型重掺杂区连接对应的所述单向导流器的一端，所述第三p型重掺杂区连接对应的所述单向导流器的另一端；
19、第二p型掺杂区，所述第二p型掺杂区相接于所述第二n型重掺杂区向外的一侧，所述第二p型掺杂区内还形成有第四n型重掺杂区，所述第四n型重掺杂区连接对应的所述单向导流器的一端，所述第三p型重掺杂区连接对应的所述单向导流器的另一端。
20、所述第一p型掺杂区和所述第二p型掺杂区的上方表面分别还形成有第一栅端和第二栅端，所述第一栅端通过金属连接所述第一输入端口，所述第二栅端通过金属连接所述第二输入端口。
21、优选的，所述第一栅端和所述第二栅端均包括自下而上层叠连接的栅极氧化层和多晶硅层；
22、所述第一栅端中的所述栅极氧化层的底部连接所述第一p型掺杂区，所述第一栅端中的所述多晶硅层的顶部通过金属连接所述第一输入端口；
23、所述第二栅端中的所述栅极氧化层的底部连接所述第二p型掺杂区，所述第二栅端中的所述多晶硅层的顶部通过金属连接所述第二输入端口。
24、优选的，所述衬底外延晶体包括：
25、衬底，所述衬底的顶部形成有p型导电外延层；
26、所述硅控整流区形成于所述p型导电外延层中。
27、优选的，所述隔离结构为填充sio2c材料的隔离槽，或者n型掺杂阱。
28、上述技术方案具有如下优点或有益效果：
29、1)将原有的反向pn结转移到了反偏二极管的反向pn结上，其电压由硅控整流区中的n型阱区和触发区中的p型掺杂区控制，通过调整p型掺杂区剂量很容易做到10v以内，以反偏二极管作为单向导流器被击穿后，通过触发通路上串联的二极管注入电流至scr通路上寄生npn的基区，从而使硅控整流器获得较低的触发电压；
30、2)第一n型阱区—第二n型阱区—第一p型阱区构成的scr通路上的电容由硅控整流区和衬底外延晶体控制，而触发电压由触发区的单向导流器控制，因此scr通路上的触发电压和电容不再是强相关的两个参数，可独立调整，提高了设计自由度，优化了器件性能；
31、3)在第一p型重掺杂区域-第一n型阱区-第一p型阱区或第一p型阱区-第二n型阱区-第二p型重掺杂区构成的触发通路上串联二极管，scr触发之后该二极管不需要承担esd泄放电流，因此面积和电容本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双向硅控整流器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的双向硅控整流器，其特征在于，所述硅控整流区包括：
3.根据权利要求2所述的双向硅控整流器，其特征在于，所述触发区包括：
4.根据权利要求1所述的双向硅控整流器，其特征在于，所述单向导流器为二极管，所述二极管的阳极连接所述触发区，所述二极管的阴极连接所述硅控整流区；
5.根据权利要求2所述的双向硅控整流器，其特征在于，所述触发区包括：
6.根据权利要求5所述的双向硅控整流器，其特征在于，所述第一栅端和所述第二栅端均包括自下而上层叠连接的栅极氧化层和多晶硅层；
7.根据权利要求1所述的双向硅控整流器，其特征在于，所述衬底外延晶体包括：
8.根据权利要求7所述的双向硅控整流器，其特征在于，所述隔离结构为填充SiO2c材料的隔离槽，或者N型掺杂阱。
【技术特征摘要】
1.一种双向硅控整流器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的双向硅控整流器，其特征在于，所述硅控整流区包括：
3.根据权利要求2所述的双向硅控整流器，其特征在于，所述触发区包括：
4.根据权利要求1所述的双向硅控整流器，其特征在于，所述单向导流器为二极管，所述二极管的阳极连接所述触发区，所述二极管的阴极连接所述硅控整流区；
5.根据权利要求2...
【专利技术属性】
技术研发人员：张彩霞，王军，张伟，吕海凤，赵德益，蒋骞苑，郝壮壮，
申请(专利权)人：上海维安半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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