[實用新型]一種高維持電壓NPNPN型雙向可控硅靜電防護器件

有效

• 申請號: 201820882947.3
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN208189589U
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 汪洋;駱生輝;陳錫均;金湘亮;董鵬
• 申請（專利權）人: 湖南靜芯微電子技術有限公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L23/60;H01L29/747
• 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NPNPN型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型襯底中設有N型埋層；

所述N型埋層上從左到右依次設有第一N型深阱、高壓N阱、第二N型深阱；

所述高壓N阱上從左到右依次設有第一N阱、第一P阱、第二N阱、第二P阱、第三N阱、第三P阱和第四N阱；

所述第一P阱內從左到右依次設有第一P+注入區、第一N+注入區，第一P阱與第二N阱之間跨接有第二N+注入區；

第三N阱與第三P阱支架跨接有第三N+注入區，所述第三P阱內從左到右依次設有第三N+注入區、第四N+注入區；

所述第一P+注入區、第一N+注入區連接在一起并作為器件的陽極，所述第四N+注入區、第二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NPNPN型雙向可控硅靜電防護器件，其特征在于：所述第一P+注入區左側和P型襯底左側邊緣之間為第一場氧隔離區，第一P+注入區右側與第一N+注入區左側連接，第一N+注入區右側和第二N+注入區左側之間為第二場氧隔離區，第二N+注入區右側和第三N+注入區左側之間為第三場氧隔離區，第三N+注入區右側和第四N+注入區左側之間為第四場氧隔離區，第四N+注入區右側與第二P+注入區左側連接，第二P+注入區右側和P型襯底右側邊緣之間為第五場氧隔離區。

3.根據權利要求1所述的高維持電壓NPNPN型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：

第一NPN型晶體管，其中第一N+注入區作為第一NPN型晶體管的發射極，第一P阱作為第一NPN型晶體管的基極，第二N+注入區、第二N阱、高壓N阱、第三N阱和第三N+注入區作為第一NPN型晶體管的集電極；

第一PNP型晶體管，其中第一P阱作為第一PNP型晶體管的集電極，第二N+注入區、第二N阱、高壓N阱、第三N阱、第三N+注入區作為第一PNP型晶體管的基極，第三P阱作為第一PNP型晶體管的發射極；

第二NPN型晶體管，其中第二N+注入區、第二N阱、高壓N阱、第三N阱、第三N+注入區作為第二NPN型晶體管的集電極，第三P阱作為第二NPN型晶體管的基極，第四N+注入區作為第二NPN型晶體管的發射基；

在第一P阱中形成的第一P阱寄生電阻；

在第二P阱中形成的第二P阱寄生電阻；

在高壓N阱左半部分形成的第一高壓N阱寄生電阻；

在高壓N阱右半部分形成的第二高壓N阱寄生電阻。

4.根據權利要求3所述的高維持電壓NPNPN型雙向可控硅靜電防護器件，其特征在于，所述等效電路中，第一P阱寄生電阻的一端和第一NPN型晶體管的發射極連接在一起并作為器件陽極，第一P阱寄生電阻的另一端、第一NPN型晶體管的基極、第一PNP型晶體管的集電極連接在一起，所述第一高壓N阱寄生電阻的一端連接第一NPN型晶體管的集電極，第一高壓N阱寄生電阻的另一端、第一PNP型晶體管的基極、第二高壓N阱寄生電阻的一端連接在一起，第二高壓N阱寄生電阻的另一端連接第二NPN型晶體管的集電極，第二NPN型晶體管的基極、第一PNP型晶體管的發射極、第二P阱寄生電阻的一端連接在一起，第二P阱寄生電阻的另一端與第二NPN型晶體管的發射極連接在一起并作為器件陰極。

5.根據權利要求4所述的高維持電壓NPNPN型雙向可控硅靜電防護器件，其特征在于：當高壓ESD脈沖來到器件陽極，器件陰極接地電位時，第三N+注入區與第三P阱被反偏；若脈沖電壓高于第三N+注入區與第三P阱所形成的反偏PN結的雪崩擊穿電壓，器件內產生雪崩電流，電流經第二P阱寄生電阻流向陰極，當第二P阱寄生電阻的電壓高于第二NPN型晶體管的be結正向導通電壓時，第二NPN型晶體管開啟，開啟的第二NPN型晶體管為第一PNP型晶體管提供基極電流，隨后，第一PNP型晶體管開啟并為第二NPN型晶體管提供基極電流；此后即使沒有雪崩電流產生，第二NPN型晶體管和第一PNP型晶體管已構成了正反饋回路，由第一PNP型晶體管和第二NPN型晶體管構成的SCR結構被導通，泄放靜電；同理，當陰極出現ESD脈沖時，或者陽極出現負ESD電壓脈沖時，第一P阱與第二N+注入區雪崩擊穿，隨后，由第一PNP型晶體管和第一NPN型晶體管構成的SCR結構導通泄放靜電。