[發(fā)明專利]二極管輔助觸發(fā)的可控硅器件及其制造方法、集成電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610041940.4
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105552076B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王源;張立忠;何燕冬;張興
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L29/06;H01L21/822
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種二極管輔助觸發(fā)的可控硅器件及其制造方法、集成電路。

背景技術(shù)

集成電路的靜電放電(Electrostatic Discharge，ESD)現(xiàn)象是芯片在浮接的情況下，大量的電荷從外向內(nèi)灌入集成電路的瞬時過程。由于集成電路芯片的內(nèi)阻很低，當(dāng)ESD現(xiàn)象發(fā)生時，會產(chǎn)生一個瞬時(耗時100～200納秒，上升時間僅約0.1～10納秒)、高峰值(幾安培)的電流，并且產(chǎn)生大量焦耳熱，從而會造成集成電路芯片失效問題。對于深亞微米的集成電路，二極管觸發(fā)的硅控整流器(Diode Triggered Silicon Controlled Rectifier，DTSCR)由于觸發(fā)電壓可調(diào)，單位面積的電流泄放能力強而被廣泛的應(yīng)用于先進工藝下的ESD保護。

對于現(xiàn)有的DTSCR器件，為了降低靜態(tài)泄漏電流需要增加二極管個數(shù)，這又會帶來版圖面積的增加，增加了設(shè)計成本；在VF-TLP(Very Fast-Transmission Line Pulse)測試下器件的開啟時間較長，在CDM(Charged Device)事件發(fā)生時防護器件不能夠及時開啟，造成內(nèi)部核心電路的柵氧化層擊穿而失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何在不增加版圖面積的前提下，降低DTSCR結(jié)構(gòu)的泄露電流，縮短開啟時間。

針對該技術(shù)問題本發(fā)明提供了一種二極管輔助觸發(fā)的可控硅器件，包括：

依次設(shè)置在P型襯底上的第一P+注入?yún)^(qū)，第一N+注入?yún)^(qū)和至少兩個N阱區(qū)，每一N阱區(qū)內(nèi)均設(shè)置有靠近所述第一P+注入?yún)^(qū)的第二P+注入?yún)^(qū)和遠(yuǎn)離所述第一P+注入?yún)^(qū)的第二N+注入?yún)^(qū)；

還包括：金屬互聯(lián)區(qū)，用于連接相鄰的N阱區(qū)內(nèi)的第二N+注入?yún)^(qū)和第二P+注入?yún)^(qū)；

其中，所述第二P+注入?yún)^(qū)在所述P型襯底表面形成的圖形的面積不全相等且均不大于所述第一P+注入?yún)^(qū)在所述P型襯底表面形成的圖形的面積；

所述第二N+注入?yún)^(qū)在所述P型襯底表面形成的圖形的面積不全相等且均不大于所述第一N+注入?yún)^(qū)在所述P型襯底表面形成的圖形的面積。

優(yōu)選地，所述第二P+注入?yún)^(qū)和所述第二N+注入?yún)^(qū)在所述P型襯底表面形成的圖形的面積沿著遠(yuǎn)離所述第一P+注入?yún)^(qū)的方向減小且位于同一N阱區(qū)的第二P+注入?yún)^(qū)和第二N+注入?yún)^(qū)的面積相等。

優(yōu)選地，所述第一P+注入?yún)^(qū)，第一N+注入?yún)^(qū)、距所述第一P+注入?yún)^(qū)最近的第二P+注入?yún)^(qū)和距所述第一P+注入?yún)^(qū)最近的第二N+注入?yún)^(qū)在所述P型襯底表面形成的圖形是面積相等且長邊長度相等的矩形，且所有所述矩形的中心點的連線垂直于所述長邊。

優(yōu)選地，所述第二P+注入?yún)^(qū)和第二N+注入?yún)^(qū)在所述P型襯底表面形成的圖形是寬邊長度相等，長邊長度沿著遠(yuǎn)離所述第一P+注入?yún)^(qū)的方向按照預(yù)設(shè)比例減小的矩形。

優(yōu)選地，所述第二P+注入?yún)^(qū)和第二N+注入?yún)^(qū)的在所述P型襯底表面形成的圖形的中心點的連線垂直于所述長邊。

優(yōu)選地，所述金屬互聯(lián)區(qū)是一邊長等于與其連接的第二P+注入?yún)^(qū)的長邊長度相等的矩形。

另一方面，本發(fā)明提供了一種二極管輔助觸發(fā)的可控硅器件的制造方法，包括：

S1：依次在P型襯底上形成第一P+注入?yún)^(qū)，第一N+注入?yún)^(qū)和至少兩個N阱區(qū)，在每一N阱區(qū)內(nèi)，形成靠近所述第一P+注入?yún)^(qū)的第二P+注入?yún)^(qū)和遠(yuǎn)離所述第一P+注入?yún)^(qū)的第二N+注入?yún)^(qū)；

S2：形成連接相鄰N阱區(qū)內(nèi)的第二N+注入?yún)^(qū)和第二P+注入?yún)^(qū)的金屬互聯(lián)區(qū)；

其中，所述第二P+注入?yún)^(qū)在所述P型襯底表面形成的圖形的面積不全相等且均不大于所述第一P+注入?yún)^(qū)在所述P型襯底表面形成的圖形的面積；

所述第二N+注入?yún)^(qū)在所述P型襯底表面形成的圖形的面積不全相等且均不大于所述第一N+注入?yún)^(qū)在所述P型襯底表面形成的圖形的面積。

優(yōu)選地，在所述步驟S1之前還包括：形成用于制作N阱區(qū)的第一版圖和用于制作第一P+注入?yún)^(qū)，第一N+注入?yún)^(qū)、第二P+注入?yún)^(qū)和第二N+注入?yún)^(qū)的第二版圖；

其中，所述第一版圖中包括至少兩個第一矩形，所述矩形的短邊相等、長邊均平行，沿著預(yù)設(shè)的第一方向，第一版圖上的矩形長邊長度減小；

所述第二版圖中與每一所述第一矩形對應(yīng)的位置內(nèi)包括兩個短邊相等，長邊平行于所述第一矩形長邊的第二矩形，第二矩形的長邊長度小于與其對應(yīng)的第一矩形的長邊的長度；在所述第二版圖上，從長邊長度最長的第二矩形開始，沿著預(yù)設(shè)的第二方向，還包括兩個短邊相等，長邊平行于所述第二矩形長邊的第三矩形；