[發明專利]靜電放電保護結構

有效

• 申請號: 201310259916.4
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN104253123B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 霍曉;張莉菲;甘正浩;代萌;俞少峰;嚴北平
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種靜電放電保護結構，其特征在于，包括：

襯底；

位于襯底內的阱區，所述阱區內具有第一導電類型的摻雜離子，所述阱區與接地端電連接；

位于襯底內的第二摻雜區，所述第二摻雜區位于阱區表面，所述第二摻雜區內具有第二導電類型的摻雜離子，所述第二摻雜區的摻雜濃度高于阱區的摻雜濃度；

位于襯底內的第一摻雜區，所述第一摻雜區位于第二摻雜區表面，且第一摻雜區的表面與襯底表面齊平，所述第一摻雜區內具有第一導電類型的摻雜離子，所述第一摻雜區與靜電放電輸入端電連接，所述第一摻雜區的摻雜濃度高于第二摻雜區的摻雜濃度，且第一摻雜區和第二摻雜區之間的摻雜濃度差小于第二摻雜區和阱區之間的摻雜濃度差，第二摻雜區和與靜電放電輸入端電連接的第一摻雜區構成PN結，構成PN結的第一摻雜區和第二摻雜區皆為重摻雜區，第一摻雜區和第二摻雜區之間的擊穿電壓決定了第一摻雜區、第二摻雜區和阱區構成的NPN雙極結型晶體管的擊穿電壓；

位于襯底內的隔離結構，所述隔離結構包圍所述第一摻雜區和第二摻雜區，且所述隔離結構的底部低于第二摻雜區底部、或與第二摻雜區底部齊平。

2.如權利要求1所述的靜電放電保護結構，其特征在于，所述第二摻雜區內摻雜離子的濃度為6E13原子/平方厘米～6E14原子/平方厘米，所述第一摻雜區內摻雜離子的濃度為1E15原子/平方厘米～1E16原子/平方厘米，所述阱區內摻雜離子的濃度為1E12原子/平方厘米～1E13原子/平方厘米。

3.如權利要求1所述的靜電放電保護結構，其特征在于，所述第一摻雜區的深度為80納米～120納米，所述第二摻雜區底部到第一摻雜區底部的距離為20納米～50納米。

4.如權利要求1所述的靜電放電保護結構，其特征在于，還包括：位于襯底內的第三摻雜區，所述第三摻雜區位于阱區表面，所述第三摻雜區內具有第一導電類型的摻雜離子，所述第三摻雜區通過隔離結構與第一摻雜區和第二摻雜區電隔離，所述第三摻雜區的摻雜濃度大于阱區的摻雜濃度。

5.如權利要求4所述的靜電放電保護結構，其特征在于，所述第三摻雜區與第一摻雜區相鄰，并通過隔離結構相互電隔離，所述接地端與第三摻雜區電連接。

6.如權利要求4所述的靜電放電保護結構，其特征在于，所述第三摻雜區的表面與襯底表面齊平，所述第三摻雜區的摻雜濃度和第一摻雜區的摻雜濃度相同，所述第三摻雜區的深度和第一摻雜區的深度相同。

7.如權利要求6所述的靜電放電保護結構，其特征在于，所述第一摻雜區和第三摻雜區位于襯底表面的圖形為形狀相同的兩個矩形，所述兩個矩形平行排列。

8.如權利要求1所述的靜電放電保護結構，其特征在于，所述第一摻雜區投影于襯底表面的圖形位于所述第二摻雜區投影于襯底表面的圖形范圍內。

9.如權利要求1所述的靜電放電保護結構，其特征在于，所述阱區與所述第二摻雜區整個底部相接觸。

10.如權利要求1所述的靜電放電保護結構，其特征在于，所述第二摻雜區的一部分底部與阱區相接觸、另一部分底部與襯底相接觸。

11.如權利要求1所述的靜電放電保護結構，其特征在于，所述第一摻雜區的導電類型為N型，所述第二摻雜區的導電類型為P型，所述阱區的導電類型為N型，所述第一摻雜區、第二摻雜區和阱區構成垂直于襯底表面方向的NPN雙極結型晶體管。

12.如權利要求11所述的靜電放電保護結構，其特征在于，所述第二摻雜區內的摻雜離子包括硼離子或銦離子，所述第一摻雜區的摻雜離子包括磷離子或砷離子，所述阱區的摻雜離子包括磷離子或砷離子。

13.如權利要求1所述的靜電放電保護結構，其特征在于，所述第一摻雜區的導電類型為P型，所述第二摻雜區的導電類型為N型，所述阱區的導電類型為P型，所述第一摻雜區、第二摻雜區和阱區構成垂直于襯底表面方向的PNP雙極結型晶體管。