[發(fā)明專利]一種用于ESD防護(hù)的肖特基鉗位SCR器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811617793.6
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109698194B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬明;齊釗;梁龍飛;何林蓉;張發(fā)備;童成偉;張波
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡;葛啟函

本發(fā)明提供一種用于ESD防護(hù)的肖特基鉗位SCR器件，包括：P型襯底、p阱區(qū)和n阱區(qū)，在p阱區(qū)內(nèi)部第一n+注入層與第一p+注入層，在n阱區(qū)內(nèi)部的第三n+注入層及第二p+注入層，跨接在n阱區(qū)和p阱區(qū)之間的用于降低擊穿電壓的第二n+注入層，第一金屬孔與第三n+注入層相接觸，第二金屬孔與第二p+注入層相接觸，第三金屬孔與第一p+注入層相接觸，第四金屬孔與第一n+注入層相接觸，第五金屬孔直接與p阱區(qū)相接形成肖特基接觸，構(gòu)成肖特基二極管；本發(fā)明利用附加的肖特基二極管對SCR結(jié)構(gòu)內(nèi)部的正反饋過程進(jìn)行削弱，使SCR的電流正反饋有減弱的趨勢，從而使得SCR維持電壓上升，提高器件的抗閂鎖能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，主要用于靜電泄放(Electro StaticDischarge，簡稱為ESD)防護(hù)技術(shù)。準(zhǔn)確的說是一種通過肖特基二極管鉗位的方法，實(shí)現(xiàn)SCR器件維持電壓的提升以避免ESD引起latch-up的技術(shù)。

背景技術(shù)

在低壓中壓，高壓ESD的防護(hù)低頻應(yīng)用中，ESD器件的閂鎖效應(yīng)(latch-up effect)一直以來是制約器件性能的重要問題。對于ESD器件本身，提升維持電壓Vh則是避免閂鎖效應(yīng)最可靠的方法。在這個背景下，眾多高Vh的ESD防護(hù)技術(shù)被提出。這類技術(shù)主要分為兩類：1)寄生晶體管的退化；2)器件的堆疊。對于超高壓應(yīng)用，器件堆疊技術(shù)是一種很好的方案，它不僅能實(shí)現(xiàn)很高的Vh，還能夠保證總體結(jié)構(gòu)的ESD電流魯棒性。但這種技術(shù)的ESD性能強(qiáng)烈依賴堆疊單元的性能。因此，單個單元的性能設(shè)計(jì)顯的十分重要。

對于單元器件提升Vh，本發(fā)明提出一種簡單有效的方法。一方面，該方案不僅在提升Vh的同時不改變觸發(fā)電壓Vt1，另一方面，能夠抑制器件兩端的電流集中效應(yīng)從而防止強(qiáng)kirk效應(yīng)引起的電阻增加。此外，本發(fā)明不需要增加任何工藝流程以及光罩?jǐn)?shù)量，是一種低成本，高效率的新型ESD防護(hù)器件結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：在噪聲電壓或ESD脈沖電壓來臨時，該結(jié)構(gòu)會顯示出高于電源電壓的維持電壓，從而免疫閂鎖風(fēng)險與噪聲干擾。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種用于ESD防護(hù)的肖特基鉗位SCR器件，包括：P型襯底01、P型襯底01上方的p阱區(qū)02和n阱區(qū)03，且p阱區(qū)02和n阱區(qū)03相切，在p阱區(qū)02內(nèi)部的第一n+注入層21與第一p+注入層11，在n阱區(qū)03內(nèi)部的第三n+注入層23及第二p+注入層12，跨接在n阱區(qū)03和p阱區(qū)02之間的用于降低擊穿電壓的第二n+注入層22，第一金屬孔31與第三n+注入層23相接觸，第二金屬孔32與第二p+注入層12相接觸，第三金屬孔33與第一p+注入層11相接觸，第四金屬孔34與第一n+注入層21相接觸，第五金屬孔35直接與p阱區(qū)02相接形成肖特基接觸，構(gòu)成P型肖特基二極管103。

此器件的等效電路如圖4所示。其中，第一電阻002即p阱區(qū)02，第二電阻003即n阱區(qū)03，PNP三極管101由第二p+注入層12、n阱區(qū)03和p阱區(qū)02構(gòu)成。NPN三極管102由第一n+注入層21，p阱區(qū)02和n阱區(qū)03構(gòu)成。P型肖特基二極管103是由第五金屬孔35與p阱區(qū)02形成肖特基接觸形成。

作為優(yōu)選方式，在第二金屬孔32的左側(cè)n阱區(qū)上方設(shè)有第六金屬孔36，第六金屬孔36與n阱區(qū)03接觸形成N型肖特基二極管104。