[實用新型]一種低表面電流強魯棒性的雙向ESD防護結構

有效

• 申請號: 201820432995.2
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN209880616U
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 任艦;蘇麗娜;李文佳
• 申請（專利權）人: 淮陰師范學院
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 11562 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 宋平

本實用新型公開了一種低表面電流強魯棒性的雙向ESD防護結構，包括具有提高維持電壓作用的PNP結構和具有大電流泄放能力的寄生SCR結構；PNP結構由P型襯底、第一N?epi區、第二N?epi區、第一N阱、第二N阱、第一P+注入區及第三P+注入區構成，SCR結構由第一N?epi區、P?body區、第一N阱、第一P+注入區及第二P+注入區構成，防護結構還包括第一N+注入區、第二N+注入區、第一場氧隔離區、第二場氧隔離區。本實用新型可快速的泄放ESD電流，同時極大的增強的器件的抗ESD魯棒性，此外該結構的阱間間距可調，還實現了可調節的觸發電壓，滿足不同集成電路的靜電防護要求。

技術領域

本實用新型涉及一種低表面電流強魯棒性的雙向ESD防護結構，屬于集成電路的靜電放電保護領域。

背景技術

集成電路產業的發展日新月異，產品的集成度不斷提高，在功能性不斷提升的同時，小尺寸的集成電路產品對ESD現象也更加敏感。據統計，在半導體行業，每年因ESD所造成的損失高達數十億美元，如何降低集成電路的靜電損失已經收到了業界的高度關注。目前最有效的提高集成電路產品抗ESD能力的方法時在集成電路的I/O端口設計相應的ESD保護器件，以保護內部電路不被靜電脈沖所破壞。

目前，針對低壓工藝的ESD防護器件設計方案較為成熟，通常使用二極管，雙極型晶體管以及SCR等，但低壓ESD靜電防護器件往往具有維持電壓較低，魯棒性不強等缺陷，很難抑制到高壓集成電路中進行使用，容易造成高壓集成電路產生閂鎖效應。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有技術中的不足，提供一種低表面電流強魯棒性的雙向ESD 防護結構，它一方面具有寄生的SCR結構，可以在ESD脈沖作用時，快速的泄放ESD電流，同時加入阱間間距的設計，可以有效的降低寄生三極管的電流放大增益，減小器件在導通時的表面電流，將電流導向器件內部，從而避免了器件表面局部溫度過高而發生熱失效，極大的增強的器件的抗ESD魯棒性，此外該結構的阱間間距可調，因此實現了可調節的觸發電壓，滿足不同集成電路的靜電防護要求。

為實現上述目的，本實用新型公開了如下技術方案：

一種低表面電流強魯棒性的雙向ESD防護結構，包括具有提高維持電壓作用的PNP結構和具有大電流泄放能力的寄生SCR結構；PNP結構由P型襯底、第一N-epi區、第二N-epi區、第一N阱、第二N阱、第一P+注入區及第三P+注入區構成，SCR結構由第一N-epi區、 P-body區、第一N阱、第一P+注入區及第二P+注入區構成，防護結構還包括第一N+注入區、第二N+注入區、第一場氧隔離區、第二場氧隔離區、第三場氧隔離區及第四場氧隔離區，所述P型襯底的表面區域從左到右依次設有第一N-epi區、P-body區、第二N-epi區；

所述第一N-epi區的右側與P-body區的左側相連，所述P-body區的右側與第二N-epi 的左側相連；在所述第一N-epi區的表面區域從左到右依次設有第一N阱和第二場氧隔離區，第一N阱的表面從左到右依次設有第一場氧隔離區、第一N+注入區及第一P+注入區，第一場氧隔離區的左側與第一N阱的左側相連，第一場氧隔離區的右側與第一N+注入區的左側相連，第一N阱的右側與第二場氧隔離區的左側相連，所述第二場氧隔離區的右側與P-body區的左側相連；所述P-body區的表面區域設有第二P+注入區；

所述第二N-epi區的表面區域從左到右依次設有第三場氧隔離區和第二N阱，所述第二 N阱的表面從左到右依次設有第三P+注入區、所述第二N+注入區及第四場氧隔離區，所述第三場氧隔離區的左側與P-body區的右側相連，所述第三場氧隔離區的右側與第二N阱的左側相連，所述第二N+注入區的右側與第四場氧隔離區的左側相連，所述第四場氧隔離區的右側與第二N阱的右側相連；