[發明專利]靜電釋放保護結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201210130387.3
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN103378087A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 胡勇海;代萌;林忠瑀;汪廣羊
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華半導體有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L21/82
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄧云鵬

技術領域

本發明半導體制造領域，特別是涉及一種靜電釋放保護結構，還涉及一種靜電釋放保護結構的制造方法。?

背景技術

靜電釋放（Electro-Static?Discharge，ESD）會造成半導體元器件的損壞。?

一種傳統的靜電釋放保護結構是采用可控硅（Silicon?controlled?rectifier,?SCR），如圖1所示。該可控硅結構形成于一p型襯底上，通過n-摻雜在該p型襯底上形成n阱，從而在p型襯底和n阱間形成PN結結構。同時分別在p型襯底和n阱內摻雜形成n+和p+區域，作為接觸區。在襯底和阱區的橫向交界處與接觸區之間，分別通過重摻雜形成p+和n+反摻雜區。n阱內的n+接觸區和p+反摻雜區通過金屬引線電連接形成陽極。同樣地，p型襯底內的p+接觸區和n+反摻雜區通過金屬引線電連接形成陰極。n+反摻雜區相當于NPN三極管的發射極，p+反摻雜區相當于PNP三極管的發射極。該NPN三極管和PNP三極管互聯形成可控硅。?

在器件正常工作時（前述陽極的電勢高于陰極），n阱和p型襯底間形成的二極管反偏，工作電壓低于二極管的擊穿電壓，該可控硅不會被觸發且電流極小。但當靜電釋放浪涌產生時，前述陽極的電壓達到雪崩電壓，因碰撞電離產生大量的電子-空穴對，電子和空穴分別在電場作用下向n阱/p型襯底移動。空穴漂移穿入p型襯底導致電位下降，進而使得基極和發射極之間的PN結導通，電子從發射極注入基極。同樣的機制使得n阱內也產生載流子漂移，空穴從發射極注入基極。電子和空穴的漂移會使得電位進一步上升或下降，進一步增強碰撞電離的程度。這一自舉過程將使得可控硅形成一個適于靜電釋放的、低阻且能夠通過大電流的電流通道。?

然而，這種傳統的靜電釋放保護結構存在觸發電壓（或稱為開啟電壓）較高的問題，對于氧化層較薄、敏感易損的元器件，可能因該較高的觸發電壓造成ESD損壞。?

發明內容

基于此，有必要針對傳統的靜電釋放保護結構觸發電壓較高的問題，提供一種易于通過設計制造時的簡單調整而調節觸發電壓的靜電釋放保護結構。?

一種靜電釋放保護結構，包括：襯底，具有第一導電類型；阱區，設于所述襯底內，具有第二導電類型；襯底接觸區，設于所述襯底內，具有所述第一導電類型；阱區接觸區，設于所述阱區內，具有所述第二導電類型；襯底反摻雜區，設于所述襯底內，且位于所述襯底接觸區和阱區接觸區之間，具有所述第二導電類型；阱區反摻雜區，設于所述阱區內，且位于所述襯底接觸區和阱區接觸區之間，具有所述第一導電類型；連通區，設于所述襯底和阱區的橫向交界處，且設于所述襯底反摻雜區和阱區反摻雜區之間，直接接觸所述襯底和阱區；第一隔離區，設于所述襯底內，且處于所述襯底反摻雜區和連通區之間；第二隔離區，設于所述阱區內，且處于所述阱區反摻雜區和連通區之間；氧化層，靠近所述連通區設置，所述氧化層一端設于所述第一隔離區上，另一端設于所述襯底上；或所述氧化層一端設于所述第二隔離區上，另一端設于所述阱區上；所述氧化層不與所述連通區直接接觸；場板結構，設于所述氧化層上。?

在其中一個實施例中，所述第一導電類型是p型，所述第二導電類型是n型，所述連通區具有n型導電類型，所述氧化層一端設于所述第一隔離區上，另一端設于所述襯底上，所述靜電釋放保護結構還包括陽極引線和陰極引線，所述陽極引線電性連接所述阱區反摻雜區和阱區接觸區，所述陰極引線電性連接所述襯底接觸區、襯底反摻雜區和場板結構。?

在其中一個實施例中，所述第一導電類型是p型，所述第二導電類型是n型，所述連通區具有p型導電類型，所述氧化層一端設于所述第二隔離區上，另一端設于所述阱區上，所述靜電釋放保護結構還包括陽極引線和陰極引線，所述陽極引線電性連接所述阱區反摻雜區、阱區接觸區及場板結構，所述陰極引線電性連接所述襯底接觸區和襯底反摻雜區。?

在其中一個實施例中，所述第一導電類型是n型，所述第二導電類型是p型，所述連通區具有p型導電類型，所述氧化層一端設于所述第一隔離區上，另一端設于所述襯底上，所述靜電釋放保護結構還包括陽極引線和陰極引線，所述陽極引線電性連接所述襯底接觸區、襯底反摻雜區及場板結構，所述陰極引線電性連接所述阱區反摻雜區和阱區接觸區。?

在其中一個實施例中，所述第一導電類型是n型，所述第二導電類型是p型，所述連通區具有n型導電類型，所述氧化層一端設于所述第二隔離區上，另一端設于所述阱區上，所述靜電釋放保護結構還包括陽極引線和陰極引線，所述陽極引線電性連接所述襯底接觸區和襯底反摻雜區，所述陰極引線電性連接所述阱區反摻雜區、阱區接觸區及場板結構。?