[發明專利]一種高維持電壓的低觸發雙向可控硅靜電防護器件

有效

• 申請號: 201810249187.7
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108461491B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 汪洋;關健;駱生輝;董鵬;金湘亮
• 申請（專利權）人: 湖南靜芯微電子技術有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 顏昌偉

1.一種高維持電壓的低觸發雙向可控硅靜電防護器件，其特征在于：包括P型襯底，所述P型襯底內設有N型深阱；所述N型深阱內從左到右依次設有第一P阱和第二P阱；第一P阱內從左到右依次設有第一P+注入區、第二P+注入區、第一N+注入區，其中第一P+注入區橫跨第一P阱和N型深阱；第二P阱內從左到右依次設有第二N+注入區、第三P+注入區、第四P+注入區，其中第四P+注入區橫跨第二P阱和N型深阱；所述第二P+注入區、第一N+注入區連接在一起并作為器件的陽極；所述第二N+注入區、第三P+注入區連接在一起并作為器件的陰極。

2.根據權利要求1所述的高維持電壓的低觸發雙向可控硅靜電防護器件，其特征在于，所述靜電防護器件的等效電路包括：由第一N+注入區、第一P阱、N型深阱構成的第一NPN型晶體管；由第一P阱、N型深阱、第二P阱構成的第一PNP型晶體管；由N型深阱、第二P阱、第二N+注入區構成的第二NPN型晶體管；由第一P+注入區與N型深阱構成的第一二極管；由第四P+注入區與N型深阱構成的第二二極管；在第一P阱中形成的第一寄生電阻；在第二P阱中形成的第二寄生電阻；在N型深阱中第一P阱與第二P阱之間的部分形成的第三寄生電阻；在N型深阱中位于第一P阱下方的部分形成的第四寄生電阻；在N型深阱中位于第二P阱下方的部分形成的第五寄生電阻。

3.根據權利要求2所述的高維持電壓的低觸發雙向可控硅靜電防護器件，其特征在于：靜電防護器件的等效電路中，所述第一寄生電阻的一端、第一NPN型晶體管的發射極連接在一起并作為器件陽極，第一寄生電阻的另一端、第一PNP型晶體管的發射極、第一二極管的正極、第一NPN型晶體管的基極連接在一起，所述第四寄生電阻的一端與第一二極管的負極相連，第四寄生電阻的另一端、第一NPN型晶體管的集電極、第三寄生電阻的一端連接在一起，第一PNP型晶體管的基極連接在第三寄生電阻的中間，所述第二寄生電阻的一端、第二NPN型晶體管的發射極連接在一起并作為器件陰極，第二寄生電阻的另一端、第一PNP型晶體管的集電極、第二二極管的正極、第二NPN型晶體管的基極連接在一起，所述第五寄生電阻的一端與第二二極管的負極相連，第五寄生電阻的另一端、第三寄生電阻的另一端、第二NPN型晶體管的集電極連接在一起。

4.根據權利要求3所述的高維持電壓的低觸發雙向可控硅靜電防護器件，其特征在于：當ESD脈沖發生在陽極時，N型深阱與第四P+注入區、N型深阱與第二P阱均處于反偏狀態，隨著脈沖電壓的升高，N型深阱與第四P+注入區被率先擊穿，器件內產生雪崩電流，雪崩電流依次經過第三寄生電阻、第五寄生電阻和第二寄生電阻流向陰極，當第二寄生電阻兩端的壓降足夠使得第二NPN型晶體管的be結導通時，第二NPN型晶體管與第一PNP型晶體管之間的正反饋機制使得器件進入閂鎖狀態，即形成從陽極的第一N+注入區到第一P阱到N型深阱再到第二P阱最后流入陰極的第二N+注入區的主靜電泄放路徑。

5.根據權利要求4所述的高維持電壓的低觸發雙向可控硅靜電防護器件，其特征在于：所述P型襯底上設有保護環，且保護環接地。