[實用新型]一種齊納二極管觸發SCR的ESD保護器件

有效

• 申請號: 201520495439.6
• 申請日: 2015-07-10
• 公開（公告）號: CN204857724U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 高秀秀;陳利;張軍亮;姜帆;高耿輝
• 申請（專利權）人: 廈門元順微電子技術有限公司;大連連順電子有限公司;友順科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種齊納二極管觸發SCR的ESD保護器件。

背景技術

對于低壓電路的ESD防護而言，一個有效的靜電放電防護器件必須能夠保證相對低的觸發電壓，相對高的維持電壓，提供較強的ESD保護能力，并占用有限的布局面積。基于這些考慮，硅控整流器(SCR)是一個非常有吸引力的器件來提供ESD保護解決方案。

但是，SCR的維持電壓通常很低，容易發生閂鎖效應和誤開啟，傳統方法是在SCR的P基區插入大面積的N阱區，從而拉伸了寄生NPN晶體管的基區寬度，減小了SCR的電流放大系數α_SCR，提高了ESD保護器件的維持電流，然而它會增加器件面積，增加了生成成本，更限制了器件的應用領域。

實用新型內容

本實用新型為解決上述問題，提供了一種齊納二極管觸發SCR的ESD保護器件，其通過在SCR的陽極區引入陽極短路點對版圖進行改造，極大的縮小了器件的面積，提高了芯片的利用率，降低了生產成本，具有很強的經濟實用性。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種齊納二極管觸發SCR的ESD保護器件，其特征在于，其包括P型襯底(1)以及在P型襯底(1)上依次設置有相互隔離的齊納二極管(Z)、第一N型阱(2a)、第二N型阱(2b)、第三N型阱(2c)；

所述的齊納二極管(Z)上設有第一N+有源注入區(5a)，所述的第一N型阱(2a)上設有第二N+有源注入區(5b)，所述的第二N型阱(2b)上設有第三N+有源注入區(5c)，所述的第三N型阱(2c)上設有第四N+有源注入區(5d)，各個N+有源注入區(5a、5b、5c、5d)之間分別設有SP有源注入區(6a、6b、6c、6d)，且各個N+有源注入區與各個SP有源注入區之間相互隔離；

其中，所述的第一N型阱(2a)上設置有多個第二SP有源注入區(6b)，且各個第二SP有源注入區(6b)之間設有陽極短路點(3b)。

優選的，所述的齊納二極管(Z)由高摻雜的第一N+有源注入區(5a)和ZP有源注入區(4)形成。

優選的，所述的第一N型阱(2a)上還設有N-有源注入區(3a)，所述的第二SP有源注入區(6b)及其之間的陽極短路點(3b)、所述的第一N型阱(2a)及其N-有源注入區(3a)、所述的P型襯底(1)分別形成了寄生PNP晶體管的發射極、基極和集電極。

優選的，所述的第一N型阱(2a)及其N-有源注入區(3a)、所述的P型襯底(1)、所述的第三N型阱(2c)及其第四N+有源注入區(5d)分別形成了寄生NPN晶體管的集電極、基極和發射極。

優選的，所述的第二N型阱(2b)及其第三N+有源注入區(5c)、設于第三N+有源注入區(5c)與第四N+有源注入區(5d)之間的第三SP有源注入區(6c)形成反向二極管。

優選的，所述的各個N+有源注入區(5a、5b、5c、5d)與各個SP有源注入區(6a、6b、6c、6d)之間采用場氧隔離區(fox)進行相互隔離。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型通過在SCR陽極區引入陽極短路點，對版圖進行改造，改變陽極區載流子濃度，降低了SCR陽極一側寄生PNP晶體管的電流放大系數α_PNP，從而減小了SCR的電流放大系數α_SCR，進而提高了ESD保護器件的維持電流和閂鎖免疫能力；同時，在多通路ESD保護中，優化的版圖布局使得ESD電流的泄放更均勻，從而提高了器件的魯棒性，并極大地縮小了器件的面積，提高了芯片利用率，降低了器件的寄生電容，優化了器件的頻率特性，降低了生產成本，具有很強的經濟實用性。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型一種齊納二極管觸發SCR的ESD保護器件的主要層次的版圖結構示意圖；

圖2為圖1的A-A'切線方向上的結構剖面圖；

圖3為圖1的B-B'切線方向上的結構剖面圖；

圖4為本實用新型一種齊納二極管觸發SCR的ESD保護器件的等效電路示意圖。

具體實施方式