[發(fā)明專利]無回滯效應硅控整流器型ESD保護結構及其實現方法

有效

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• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108091650B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設計）人: 朱天志
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L23/60
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 智云

1.一種無回滯效應硅控整流器型ESD保護結構，其特征在于，該ESD保護結構包括：

半導體襯底(80)；

生成于所述半導體襯底中的N阱(60)和P阱(70)；

第一高濃度P型摻雜(20)、第一高濃度N型摻雜(28)置于N阱(60)上部，第一高濃度P型摻雜(20)、N阱(60)以及P阱(70)構成等效PNP三極管結構，第二高濃度N型摻雜(24)、第二高濃度P型摻雜(26)置于P阱(70)上部，N阱(60)、半導體襯底(80)/P阱(70)與第二高濃度N型摻雜(24)構成等效NPN三極管結構，第三高濃度P型摻雜(22)置于N阱(60)與P阱(70)分界處上方,所述第一高濃度P型摻雜(20)、第一高濃度N型摻雜(28)間用寬度為S的淺溝道隔離層(10)隔離，所述第一高濃度N型摻雜(28)與第三高濃度P型摻雜(22)之間為N阱(60)的一部分；

所述第一高濃度P型摻雜(20)左側放置淺溝道隔離層(10)；

所述第三高濃度P型摻雜(22)、第二高濃度N型摻雜(24)、第二高濃度P型摻雜(26)間用淺溝道隔離層(10)隔離；

所述第二高濃度P型摻雜(26)右側放置淺溝道隔離層(10)；

利用金屬連接所述第一高濃度P型摻雜(20)、第一高濃度N型摻雜(28)構成該ESD保護結構的陽極A，利用金屬連接所述第二高濃度N型摻雜(24)、第二高濃度P型摻雜(26)構成該ESD保護結構的陰極K。

2.如權利要求1所述的一種無回滯效應硅控整流器型ESD保護結構，其特征在于：所述第一高濃度N型摻雜(28)與第三高濃度P型摻雜(22)間距為D1，其范圍為0～2um，所述第一高濃度N型摻雜(28)寬度為D2，其范圍為0.2um～10um，第三高濃度P型摻雜(22)寬度為D3，其范圍為0.2um～10um，所述第一高濃度P型摻雜(20)、第一高濃度N型摻雜(28)間的淺溝道隔離層(10)的寬度為S，其范圍為0.2um～10um。

3.如權利要求2所述的一種無回滯效應硅控整流器型ESD保護結構，其特征在于：所述ESD保護結構通過調節(jié)所述第一高濃度N型摻雜(28)的寬度D2與第三高濃度P型摻雜(22)的寬度D3的大小，以及所述第一高濃度N型摻雜(28)與第一高濃度P型摻雜(20)之間的淺溝道隔離層(10)的寬度S來調節(jié)維持電壓以實現無回滯效應特性。

4.如權利要求2所述的一種無回滯效應硅控整流器型ESD保護結構，其特征在于：所述ESD保護結構通過調節(jié)所述第一高濃度N型摻雜(28)與第三高濃度P型摻雜(22)的間距D1的大小在一定范圍內調節(jié)其回滯效應時的觸發(fā)電壓。

5.一種無回滯效應硅控整流器型ESD保護結構的實現方法，包括如下步驟：

步驟一，提供一半導體襯底；

步驟二，于該半導體襯底中生成N阱與P阱；

步驟三，將第一高濃度P型摻雜(20)、第一高濃度N型摻雜(28)置于N阱(60)上部，第一高濃度P型摻雜(20)、N阱(60)以及P阱(70)構成等效PNP三極管結構，第二高濃度N型摻雜(24)、第二高濃度P型摻雜(26)置于P阱(70)上部，N阱(60)、半導體襯底(80)/P阱(70)與第二高濃度N型摻雜(24)構成等效NPN三極管結構，第三高濃度P型摻雜(22)置于N阱(60)與P阱(70)分界處上方,第一高濃度P型摻雜(20)、第一高濃度N型摻雜(28)間用寬度為S的淺溝道隔離層(10)隔離，第一高濃度N型摻雜(28)與第三高濃度P型摻雜(22)之間為N阱(60)的一部分，所述第一高濃度P型摻雜(20)左側放置淺溝道隔離層(10)，所述第三高濃度P型摻雜(22)、第二高濃度N型摻雜(24)、第二高濃度P型摻雜(26)間用淺溝道隔離層(10)隔離，所述第二高濃度P型摻雜(26)右側放置淺溝道隔離層(10)；

利用金屬連接所述第一高濃度P型摻雜(20)、第一高濃度N型摻雜(28)構成該ESD保護結構的陽極A，利用金屬連接所述第二高濃度N型摻雜(24)、第二高濃度P型摻雜(26)構成該ESD保護結構的陰極K。