[實用新型]一種雙向超低容ESD防護芯片結構

有效

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• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN207199623U
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設計）人: 王興樂;王順安;周麗芳;陳尚;楊娟;吳冉;甄文芳
• 申請（專利權）人: 深圳市碩凱電子股份有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L27/04;H01L21/822
• 代理公司: 東莞市冠誠知識產(chǎn)權代理有限公司44272
• 代理人: 莫杰華

技術領域

本實用新型屬于一種雙向超低容ESD防護芯片結構，此結構的ESD防護芯片適用于高速數(shù)據(jù)接口的ESD防護。

背景技術

隨著信息時代數(shù)據(jù)量的爆炸，各種高速接口應運而生，目前主流的USB3.0 ，HDMI2.0，以及未來的USB4.0，HDMI3.0等等更快的高速接口，用以滿足各種天量數(shù)據(jù)的傳輸，這就導致對高速接口的ESD防護提出了更高的要求，防護芯片的電容要求更低，封裝尺寸要求更小，Ipp要求更大，然而芯片尺寸和Ipp永遠是正比關系，目前市面上用雙層外延加溝槽結構的超低容芯片電容值在0.5pF左右。

實用新型內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術的不足，提供了一種雙向超低容ESD防護芯片結構，其結構包括：一個雪崩二極管D1以及4個整流二極管D2、D3、D4、D5。

A、雪崩二極管D1的結構包括：襯底里面包含N-well，N-well里面包含SN，SN里面包含SP，單晶硅上面是SiO2層，SiO2層部分打開，SiO2層上面是正面金屬，正面金屬部分打開，正面金屬上面是鈍化層，其中，雪崩二極管D1的SP與整流二極管D3和D5的SP相連，雪崩二極管D1的SN與整流二極管D2和D4的SN相連。

B、整流二極管D2、D3、D4、D5的結構包括：襯底里面包含N-well，N-well里面包含SN和SP，SN和SP成梳狀結構，單晶硅上面是SiO2層，SiO2層部分打開，SiO2層上面是正面金屬，正面金屬部分打開，正面金屬上面是鈍化層；其中，整流二極管D3和D5的SP與雪崩二極管D1的SP相連，整流二極管D2和D4的SN與雪崩二極管D1的SN相連，D2的SP與D3的SN相連，D4的SP與D5的SN相連。

有益效果：此實用新型結構的單晶襯底為P型超高阻1000Ω.cm，可以降低結電容至0.3pF以下，老結構用了14次光刻，此實用新型只用了7次光刻，大大降低芯片制造成本，兩個電極均從正面引出，特別適合倒裝封裝，芯片無需減薄到150um以下，只需減薄到200um，降低了碎片率，提升了良品率，省去了外延和溝槽這種復雜難控的結構，省去了背面金屬結構，更重要的是此實用新型結構提升了芯片的有效尺寸，同樣的封裝Ipp更大了。

附圖說明

圖1是此結構雙向超低容ESD防護芯片的等效電路圖；

圖2是此結構雙向超低容ESD防護芯片的金屬布線和電極俯視圖；

圖3是此結構雙向超低容ESD防護芯片的雪崩二極管截面圖；

圖4是此結構雙向超低容ESD防護芯片的整流二極管截面圖。

編號說明：

101：雪崩二極管D1

102：整流二極管D2

103：整流二極管D3

104：整流二極管D4

105：整流二極管D5

106：I/O電極pin1

107：I/O電極pin2

201：雪崩二極管D1

202：整流二極管D2

203：整流二極管D3

204：整流二極管D4

205：整流二極管D5

206：I/O電極pin1

207：I/O電極pin2

301：P型高阻襯底，電阻率大于1000Ω.cm

302：N-well，作用是作為整流管的PN結，以及隔離雪崩管和整流管

303：SN，作用是與金屬形成歐姆接觸，并且作為雪崩管的PN結

304：SP，作用是與金屬形成歐姆接觸，并且作為雪崩管和整流管的PN結

305：SiO₂氧化層，用于隔離金屬層和單晶硅

306：金屬布線，用做二極管之間的布線及芯片的電極，暴露在外的部分用做電極

307：鈍化層，作用是提高器件可靠性，通常使用SiO₂層+SiN層

401：P型高阻襯底，電阻率大于1000Ω.cm

402：N-well，作用是作為整流管的PN結，以及隔離雪崩管和整流管

403：SN，作用是與金屬形成歐姆接觸，并且作為雪崩管的PN結

404：SP，作用是與金屬形成歐姆接觸，并且作為雪崩管和整流管的PN結

405：SiO₂氧化層，用于隔離金屬層和單晶硅

406：金屬布線，用做二極管之間的布線及芯片的電極，暴露在外的部分用做電極