[實用新型]一種具有高維持電流的環(huán)形VDMOS結(jié)構(gòu)的ESD保護器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320801656.4
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN203659859U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁海蓮;顧曉峰;黃龍;董樹榮
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L29/06;H01L29/423
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• 代理人: 暫無信息

1.一種具有高維持電流的環(huán)形VDMOS結(jié)構(gòu)的ESD保護器件，其包括具有由四個并聯(lián)VDMOS構(gòu)成環(huán)形結(jié)構(gòu)的ESD電流導(dǎo)通路徑，以提高維持電流和增強器件的ESD魯棒性，其特征在于：主要由P襯底(101)，N埋層(102)，第一P阱(103)，第一N阱(104)，第二P阱(105)，第二N阱(106)，第三P阱(107)，P下沉摻雜(108)，第一P+注入?yún)^(qū)(109)，第一N+注入?yún)^(qū)(110)，第二N+注入?yún)^(qū)(111)，第二P+注入?yún)^(qū)(112)，第三N+注入?yún)^(qū)(113)，第四N+注入?yún)^(qū)(114)，第三P+注入?yún)^(qū)(115)，第一場氧隔離區(qū)(116)、第二場氧隔離區(qū)(117)、第三場氧隔離區(qū)(118)、第四場氧隔離區(qū)(123)、第五場氧隔離區(qū)(124)、第六場氧隔離區(qū)(125)和第一多晶硅柵(119)及其覆蓋的第一薄柵氧化層(120)、第二多晶硅柵(122)及其覆蓋的第二薄柵氧化層(121)構(gòu)成；

所述N埋層(102)在所述P襯底(101)的表面部分區(qū)域；

所述P襯底(101)和所述N埋層(102)的表面從左到右依次設(shè)有所述第一P阱(103)、所述第一N阱(104)、所述第二P阱(105)、所述第二N阱(106)及所述第三P阱(107)；

所述N埋層(102)與所述第一N阱(104)的橫向疊層長度必須滿足ESD設(shè)計規(guī)則，所述N埋層(102)與所述第二N阱(106)的橫向疊層長度必須滿足ESD設(shè)計規(guī)則；

所述第一P阱(103)內(nèi)設(shè)有所述第一P+注入?yún)^(qū)(109)，在所述P襯底(101)的左側(cè)邊緣與所述第一P+注入?yún)^(qū)(109)之間設(shè)有所述第一場氧隔離區(qū)(116)；

所述第一N阱(104)內(nèi)設(shè)有所述第一N+注入?yún)^(qū)(110)，所述第一P+注入?yún)^(qū)(109)的右側(cè)與所述第一N+注入?yún)^(qū)(110)的左側(cè)之間設(shè)有所述第二場氧隔離區(qū)(117)；

所述第三場氧隔離區(qū)(118)橫跨在所述第一N阱(104)和所述第二P阱(105)表面部分區(qū)域，所述第三場氧隔離區(qū)(118)的左側(cè)與所述第一N+注入?yún)^(qū)(110)的右側(cè)相連；

在所述第三場氧隔離區(qū)(118)的右側(cè)和所述第二N+注入?yún)^(qū)(111)的左側(cè)之間的所述第二P阱(105)的表面部分區(qū)域，設(shè)有所述第一多晶硅柵(119)及其覆蓋的所述第一薄柵氧化層(120)；

所述第二P阱(105)內(nèi)設(shè)有所述P下沉摻雜(108)，所述P下沉摻雜(108)內(nèi)設(shè)有所述第二P+注入?yún)^(qū)(112)，所述第二N+(111)橫跨在所述P下沉摻雜(108)的左側(cè)和所述第二P阱(105)之間的表面部分區(qū)域，所述第二N+(111)的右側(cè)與所述第二P+(112)的左側(cè)相連，所述第二N+(111)的左側(cè)與所述第一多晶硅柵(119)及其覆蓋的所述第一薄柵氧化層(120)的右側(cè)相連；

所述第三N+(113)橫跨在所述P下沉摻雜(118)的右側(cè)和所述第二P阱(105)之間的表面部分區(qū)域，所述第三N+(113)的左側(cè)與所述第二P+(112)的右側(cè)相連，所述第三N+(113)的右側(cè)與所述第二多晶硅柵(122)及其覆蓋的所述第二薄柵氧化層(121)的左側(cè)相連；

所述第二N阱(106)內(nèi)設(shè)有所述第四N+注入?yún)^(qū)(114)，在所述第二多晶硅柵(122)及其覆蓋的所述第二薄柵氧化層(121)的右側(cè)與所述第四N+注入?yún)^(qū)(114)之間設(shè)有第四場氧隔離區(qū)(123)；

所述第四場氧隔離區(qū)(123)橫跨在所述第二P阱(105)和所述第二N阱(106)的表面部分區(qū)域，所述第四場氧隔離區(qū)(123)的右側(cè)與所述第四N+注入?yún)^(qū)(114)相連；

所述第三P阱(107)內(nèi)設(shè)有所述第三P+注入?yún)^(qū)(115)，所述第四N+注入?yún)^(qū)(114)與所述第三P+注入?yún)^(qū)(115)之間設(shè)有所述第五場氧隔離區(qū)(124)，所述第五場氧隔離區(qū)(124)橫跨在所述第二N阱(106)與所述第三P阱(107)的表面部分區(qū)域，在所述第三P+注入?yún)^(qū)(115)和所述P襯底(101)的右側(cè)邊緣之間設(shè)有所述第六場氧隔離區(qū)(125)；

分別選中所述第一P阱(103)和所述第三P阱(107)、所述第一N阱(104)和所述第二N阱(106)、所述第一P+注入?yún)^(qū)(109)和所述第三P+注入?yún)^(qū)(115)、所述第一N+注入?yún)^(qū)(110)和所述第四N+注入?yún)^(qū)(114)、所述第二N+注入?yún)^(qū)(111)和所述第三N+注入?yún)^(qū)(113)、所述第一場氧隔離區(qū)(116)和所述第六場氧隔離區(qū)(125)、所述第二場氧隔離區(qū)(117)和所述第五場氧隔離區(qū)(124)、所述第三場氧隔離區(qū)(118)和所述第四場氧隔離區(qū)(123)、所述第一薄柵氧(120)和所述第二薄柵氧(121)、所述第一多晶硅柵(119)和所述第二多晶硅柵(122)，將它們分別逐一復(fù)制、粘貼并順時針旋轉(zhuǎn)90^。后，可構(gòu)成環(huán)形的P阱、環(huán)形的N阱、環(huán)形的P+注入?yún)^(qū)、環(huán)形的N+注入?yún)^(qū)、環(huán)形的場氧隔離區(qū)、環(huán)形的多晶硅柵，由所述環(huán)形的P阱、所述環(huán)形的N阱、所述環(huán)形的P+注入?yún)^(qū)、所述環(huán)形的N+注入?yún)^(qū)、所述環(huán)形的場氧隔離區(qū)、所述環(huán)形的多晶硅柵又可構(gòu)成以所述第二P+注入?yún)^(qū)(112)為中心的環(huán)形版圖，所述環(huán)形版圖包括閉合的方形或矩形環(huán)；

所述第一N+注入?yún)^(qū)(110)、所述第一多晶硅柵(119)、所述第二多晶硅柵(122)、所述第四N+注入?yún)^(qū)(114)分別與第一金屬1(219)、第二金屬1(220)、第四金屬1(222)、第五金屬1(223)相連接，所述第二N+注入?yún)^(qū)(111)、所述第二P+注入?yún)^(qū)(112)和所述第三N+注入?yún)^(qū)(113)均與第三金屬1(221)相連；所述第一金屬1(219)和所述第五金屬1(223)均與第一金屬2(225)相連，用作器件的金屬陽極；

所述第二金屬1(220)、所述第三金屬1(221)和第四金屬1(222)均和第二金屬2(224)相連，用作器件的金屬陰極。