[發(fā)明專利]低電容低鉗位電壓的SCR瞬態(tài)電壓抑制器及制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810277629.9
• 申請(qǐng)日: 2018-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108321157A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 駱生輝;汪洋;董鵬;金湘亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南靜芯微電子技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/02
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/02
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 顏昌偉

本發(fā)明公開(kāi)了一種低電容低鉗位電壓的SCR瞬態(tài)電壓抑制器，包括第一導(dǎo)電類(lèi)型襯底，第一導(dǎo)電類(lèi)型襯底上設(shè)有第二導(dǎo)電類(lèi)型外延，第二導(dǎo)電類(lèi)型外延上設(shè)有第一導(dǎo)電類(lèi)型埋層，第二導(dǎo)電類(lèi)型外延上設(shè)有第一導(dǎo)電類(lèi)型高阻外延，第一導(dǎo)電類(lèi)型高阻外延上設(shè)有溝槽，溝槽將第一導(dǎo)電類(lèi)型高阻外延和第二導(dǎo)電類(lèi)型外延構(gòu)成的整體結(jié)構(gòu)從左至右分成第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域，第一區(qū)域和第三區(qū)域上設(shè)有第二導(dǎo)電類(lèi)型注入?yún)^(qū)Ⅰ，第二區(qū)域上設(shè)有第一導(dǎo)電類(lèi)型注入?yún)^(qū)和第二導(dǎo)電類(lèi)型注入?yún)^(qū)Ⅱ。本發(fā)明采用縱向SCR和橫向二極管結(jié)合的結(jié)構(gòu)，同時(shí)兼顧了低電容、低殘壓、低觸發(fā)電壓、面積小以及ESD和浪涌防護(hù)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠很好的滿足IC芯片對(duì)保護(hù)器件的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及靜電防護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種低電容低鉗位電壓的SCR瞬態(tài)電壓抑制器及制造方法。

背景技術(shù)

目前，通常作為ESD和浪涌保護(hù)的器件一般不能同時(shí)兼顧低電容、低殘壓、低觸發(fā)電壓、面積小以及ESD和浪涌防護(hù)能力強(qiáng)的特點(diǎn)。可控硅（Silicon Controlled Rectifier，簡(jiǎn)稱SCR）器件由于低維持電壓的特性，相對(duì)于其他保護(hù)器件具有更高的單位面積保護(hù)性能。

由于工藝線寬越來(lái)越小，IC芯片變的越來(lái)越脆弱，這就要求ESD和浪涌保護(hù)器件能夠具有更高的保護(hù)能力和具有更低的正反向鉗位電壓。目前單純的縱向SCR結(jié)構(gòu)具有較低的正向鉗位電壓和較高的ESD和浪涌保護(hù)能力，但是反向鉗位電壓和ESD及浪涌保護(hù)能很差。橫向SCR器件可以解決上述問(wèn)題，但是由于占用芯片面積較大且工藝復(fù)雜，大大增加了生產(chǎn)制造成本。

由于現(xiàn)有IC芯片的應(yīng)用頻率越來(lái)越高，要求防護(hù)器件的電容越小越好，同時(shí)又需要防護(hù)器件具有更好的防護(hù)能力和更低的鉗位電壓。目前現(xiàn)有的ESD和浪涌防護(hù)器件大多采用PN結(jié)的結(jié)構(gòu)來(lái)做保護(hù)器件，但是該種類(lèi)型的器件具有鉗位電壓高，防護(hù)能力差和電容高的缺點(diǎn)，隨著IC芯片的應(yīng)用頻率越來(lái)越高，高阻類(lèi)型的防護(hù)器件將很難滿足應(yīng)用的需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、ESD和浪涌防護(hù)能力強(qiáng)的低電容低鉗位電壓的SCR瞬態(tài)電壓抑制器，并提供其制造方法。

本發(fā)明解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是：一種低電容低鉗位電壓的SCR瞬態(tài)電壓抑制器，包括第一導(dǎo)電類(lèi)型襯底，第一導(dǎo)電類(lèi)型襯底上表面設(shè)有第二導(dǎo)電類(lèi)型外延，第二導(dǎo)電類(lèi)型外延上表面兩側(cè)設(shè)有第一導(dǎo)電類(lèi)型埋層，第二導(dǎo)電類(lèi)型外延上表面設(shè)有第一導(dǎo)電類(lèi)型高阻外延且第一導(dǎo)電類(lèi)型高阻外延覆蓋第一導(dǎo)電類(lèi)型埋層，第一導(dǎo)電類(lèi)型高阻外延上設(shè)有若干縱向貫穿第一導(dǎo)電類(lèi)型高阻外延和第二導(dǎo)電類(lèi)型外延的溝槽，溝槽中填充氧化層，所述溝槽將第一導(dǎo)電類(lèi)型高阻外延和第二導(dǎo)電類(lèi)型外延構(gòu)成的整體結(jié)構(gòu)從左至右分成三個(gè)區(qū)域，并記為第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域，第一導(dǎo)電類(lèi)型高阻外延上表面位于第一區(qū)域和第三區(qū)域的位置處設(shè)有第二導(dǎo)電類(lèi)型注入?yún)^(qū)Ⅰ，第一導(dǎo)電類(lèi)型高阻外延上表面位于第二區(qū)域的位置處設(shè)有第一導(dǎo)電類(lèi)型注入?yún)^(qū)和第二導(dǎo)電類(lèi)型注入?yún)^(qū)Ⅱ。

上述低電容低鉗位電壓的SCR瞬態(tài)電壓抑制器，在第一區(qū)域和第三區(qū)域中，第一導(dǎo)電類(lèi)型高阻外延與第二導(dǎo)電類(lèi)型注入?yún)^(qū)Ⅰ形成縱向SCR結(jié)構(gòu)，底部接GND；在第二區(qū)域中，第一導(dǎo)電類(lèi)型高阻外延、第一導(dǎo)電類(lèi)型注入?yún)^(qū)和第二導(dǎo)電類(lèi)型注入?yún)^(qū)Ⅱ形成橫向二極管結(jié)構(gòu)，其中第一導(dǎo)電類(lèi)型注入層通過(guò)金屬線與第一區(qū)域連接，第二導(dǎo)電類(lèi)型注入?yún)^(qū)Ⅱ通過(guò)打線與SUB連接。

上述低電容低鉗位電壓的SCR瞬態(tài)電壓抑制器，第一區(qū)域和第三區(qū)域的第二導(dǎo)電類(lèi)型注入?yún)^(qū)Ⅰ為梳齒型結(jié)構(gòu)。

上述低電容低鉗位電壓的SCR瞬態(tài)電壓抑制器，第二區(qū)域?yàn)榈谝粚?dǎo)電類(lèi)型注入?yún)^(qū)和第二導(dǎo)電類(lèi)型注入?yún)^(qū)Ⅱ相互交錯(cuò)的結(jié)構(gòu)。

上述低電容低鉗位電壓的SCR瞬態(tài)電壓抑制器，所述第一導(dǎo)電類(lèi)型襯底的電阻率為0.002Ω.cm~0.005Ω.cm。

上述低電容低鉗位電壓的SCR瞬態(tài)電壓抑制器，所述第二導(dǎo)電類(lèi)型外延的電阻率為0.01Ω.cm~0.015Ω.cm。