[發明專利]一種雙向靜電放電保護器件

有效

• 申請號: 201711465440.4
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN109979931B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 汪廣羊
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 汪洋;高偉

本發明提供一種雙向靜電放電保護器件，所述雙向靜電放電保護器件包括第一類型摻雜區、第一第二類型摻雜區、第二第二類型摻雜區、以及第一二極管和第二二極管，其中，所述第一類型摻雜區為形成于所述第一第二類型摻雜區和所述第二第二類型摻雜區外側的環狀結構，所述第一二極管的負極連接所述第一類型摻雜區，所述第一二極管的正極與所述第一第二類型摻雜區共同連接第一端口，所述第二二極管的負極連接所述第一類型摻雜區，所述第二二極管的正極與所述第二第二類型摻雜區共同連接第二端口。本發明提供的雙向靜電放電保護器件，能節省版圖面積，觸發電壓低，保護效果好，并且結構靈活，可以實現不同電壓下的保護。

技術領域

本發明涉及半導體設計與制造工藝，具體而言涉及一種雙向靜電放電保護器件。

背景技術

隨著集成電路制造工藝水平進入集成電路線寬的深亞微米時代，CMOS工藝特征尺寸不斷縮小，晶體管對于高電壓和大電流的承受能力不斷降低，深亞微米CMOS集成電路更容易遭受到靜電沖擊而失效，從而造成產品的可靠性下降。

靜電放電(Electrostatic Discharge，ESD)是集成電路器件或芯片在制造、生產、組裝、測試及運送等過程中產生的一種常見現象。靜電放電時會在短時間內產生的大電流，對集成電路產生致命的損傷，是集成電路生產應用中造成失效的重要問題。例如，對于發生在人體上的靜電放電現象(HBM)，通常發生在幾百個納秒內，最大的電流峰值可能達到幾個安培，其它模式靜電放電發生的時間更短，電流也更大。如此大的電流在短時間內通過集成電路，產生的功耗會嚴重超過其所能承受的最大值，從而對集成電路產生嚴重的物理損傷并導致其最終失效。

為了解決該問題，在實際應用中主要從環境和電路本身兩方面來解決。環境方面，主要是減少靜電的產生和及時消除靜電，例如，應用不易產生靜電的材料、增加環境濕度、操作人員和設備接地等。電路方面，主要是增加集成電路本身的靜電放電耐受能力，例如增加額外的靜電放電保護器件或者電路來保護集成電路內部電路不被靜電放電損害，這就增加了器件面積，不利于電路集成度的提高。此外，目前的靜電放電保護器件存在不容易控制的問題，容易發生閂鎖效應(latchup)，容易導致電路不穩定。還存在引入導通電阻大，保護內部電路效果不理想等問題。

因此，目前的靜電放電保護器件的結構亟待改進。

發明內容

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

本發明為了克服目前存在的至少一個問題，提供了一種雙向靜電放電保護器件，所述雙向靜電放電保護器件包括第一類型摻雜區、第一第二類型摻雜區、第二第二類型摻雜區、以及第一二極管和第二二極管，其中，所述第一類型摻雜區為形成于所述第一第二類型摻雜區和所述第二第二類型摻雜區外側的環狀結構，所述第一二極管的負極連接所述第一類型摻雜區，所述第一二極管的正極與所述第一第二類型摻雜區共同連接第一端口，所述第二二極管的負極連接所述第一類型摻雜區，所述第二二極管的正極與所述第二第二類型摻雜區共同連接第二端口。

示例性地，所述第一類型摻雜區、所述第一第二類型摻雜區和所述第二第二類型摻雜區共同構成一個雙極型晶體管或兩個以上相互并聯的雙極型晶體管。

示例性地，所述第一第二類型摻雜區和所述第二第二類型摻雜區在所述第一類型摻雜區內部交替排列。

示例性地，所述第一第二類型摻雜區和所述第二第二類型摻雜區均為長條狀。

示例性地，所述第一類型摻雜區為重摻雜。

示例性地，所述第一第二類型摻雜區和所述第二第二類型摻雜區為重摻雜。