[發明專利]一種PN結輔助觸發SCR-LDMOS結構的高壓ESD保護器件

有效

• 申請號: 201610189737.1
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105742281B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 滕國兵;成建兵;陳旭東;郭厚東
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵;朱楨榮

本發明公開了一種PN結輔助觸發SCR?LDMOS結構的高壓ESD保護器件，包括P型硅襯底，所述P型硅襯底上設有埋氧層，埋氧層上設有漂移區，漂移區的上方從左到右依次設有N?buffer區、P區、P?body區；所述N?buffer區中從左到右依次設有第一漏極重摻雜N+區和第一漏極重摻雜P+區；所述P?body區中從左到右依次設有第二源極重摻雜N+區、第二源極重摻雜P+區及第三源極重摻雜P+區，P區和第二源極重摻雜P+區通過導線相連。當ESD保護器件的漏極受到正向ESD脈沖后，利用反偏PN結來輔助提高觸發開啟前的空穴載流子濃度，降低了觸發電壓V_t1。并且器件引入的反偏PN結可有效抑制寄生SCR的正反饋作用，從而有效提高器件的維持電壓V_h，避免器件發生閂鎖效應。

技術領域

本發明涉及電子技術領域，特別是一種PN結輔助觸發SCR-LDMOS結構的高壓ESD保護器件。

背景技術

硅控整流器（Silicon Controlled Rectifier，SCR）在ESD防護方面因具有較強的魯棒性而受到廣泛關注。但是內嵌SCR結構的LDMOS結構（SCR-LDMOS）卻存在著一些致命問題：

1、SCR-LDMOS器件的開啟觸發電壓V_t1太高。SCR是靠低摻雜的N阱和P阱雪崩擊穿，觸發電壓V_t1相對高于管腳內部器件的柵氧層擊穿電壓，不滿足器件的ESD防護要求。

2、SCR-LDMOS器件由于存在NPN和PNP正反饋作用，維持電壓V_h很低，通常只有5V左右。低維持電壓V_h可以減小導通泄放ESD電流時的功耗，但是用作電源管腳的ESD防護，除了要求觸發電壓V_t1高于電源VDD外，維持電壓V_h也同樣需要高于V_DD。如果維持電壓V_h低于芯片V_DD，就極易產生閂鎖現象。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足而提供一種PN結輔助觸發SCR-LDMOS結構的高壓ESD保護器件，本發明的PN結輔助觸發SCR-LDMOS結構整體ESD防護能力得到了極大的提高。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

根據本發明提出的一種PN結輔助觸發SCR-LDMOS結構的高壓ESD保護器件，包括P型硅襯底，所述P型硅襯底上設有埋氧層，埋氧層上設有漂移區，漂移區的上方從左到右依次設有N-buffer區、P區、P-body區；所述N-buffer區中從左到右依次設有第一漏極重摻雜N+區和第一漏極重摻雜P+區；所述P-body區中從左到右依次設有第二源極重摻雜N+區、第二源極重摻雜P+區及第三源極重摻雜P+區；第一漏極重摻雜P+區和P區之間設有第一薄氧化層，P區和P-body區之間設有第二薄氧化層，第二源極重摻雜N+區和第二源極重摻雜P+區之間設有第三薄氧化層，第二源極重摻雜P+區和第三源極重摻雜P+區之間設有第四薄氧化層；P-body區與第二源極重摻雜N+區之間設有溝道區，溝道區的上方設有多晶硅柵極，且多晶硅柵極延伸至第二薄氧化層的上表面；第一漏極重摻雜N+區和第一漏極重摻雜P+區通過導線相連；P區和第二源極重摻雜P+區通過導線相連；多晶硅柵極、第二源極重摻雜N+區、第三源極重摻雜P+區均接地。

作為本發明所述的一種PN結輔助觸發SCR-LDMOS結構的高壓ESD保護器件進一步優化方案，所述P型硅襯底為SOI硅襯底。

作為本發明所述的一種PN結輔助觸發SCR-LDMOS結構的高壓ESD保護器件進一步優化方案，多晶硅柵極、第二源極重摻雜N+區、第三源極重摻雜P+區均通過導線相連接地。

作為本發明所述的一種PN結輔助觸發SCR-LDMOS結構的高壓ESD保護器件進一步優化方案，所述P區的濃度和P-body區的濃度相等。