[實用新型]集成電路靜電防護的二極管觸發可控硅

有效

• 申請號: 201821632602.9
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN208848907U
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 董樹榮;徐澤坤;沈宏宇;郭維;胡濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學昆山創新中心
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L29/74
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本實用新型公開了一種集成電路靜電防護的二極管觸發可控硅，包括第一襯底，第一襯底上設置有依次連接的第一N阱、第一P阱和第二N阱，第一N阱上設置有第一P+注入區和第一N+注入區，第一P+注入區接入電學陽極，第一P阱上設置有第二P+注入區和第二N+注入區，第二P+注入區連接第一N+注入區，第二N阱上設置有第三N+注入區，第三N+注入區和第二N+注入區均接入電學陰極。本實用新型觸發電壓小，魯棒性高，導通電阻小，可以對集成電路進行有效的ESD防護。

技術領域

本實用新型涉及一種集成電路靜電防護的二極管觸發可控硅，屬于集成電路領域。

背景技術

自然界的靜電放電（ESD）現象對集成電路的可靠性構成嚴重的威脅。在工業界，集成電路產品的失效37%都是由于遭受靜電放電現象所引起的。而且隨著集成電路的密度越來越大，一方面由于二氧化硅膜的厚度越來越薄（從微米到納米），器件承受的靜電壓力越來越低；另一方面，容易產生、積累靜電的材料如塑料，橡膠等大量使用，使得集成電路受到靜電放電破壞的幾率大大增加。

靜電放電現象的模式通常分為四種：HBM（人體放電模式），MM（機器放電模式），CDM（組件充電放電模式）以及電場感應模式（FIM）。而最常見也是工業界產品必須通過的兩種靜電放電模式是HBM和MM。當發生靜電放電時，電荷通常從芯片的一只引腳流入而從另一只引腳流出，此時靜電電荷產生的電流通常高達幾個安培，在電荷輸入引腳產生的電壓高達幾伏甚至幾十伏。如果較大的ESD電流流入內部芯片則會造成內部芯片的損壞，同時，在輸入引腳產生的高壓也會造成內部器件發生柵氧擊穿現象，從而導致電路失效。因此，為了防止內部芯片遭受ESD損傷，對芯片的每個引腳都要進行有效的ESD防護，對ESD電流進行泄放。

在集成電路的正常工作狀態下，靜電放電保護器件是處于關閉的狀態，不會影響輸入輸出引腳上的電位。而在外部靜電灌入集成電路而產生瞬間的高電壓的時候，這個器件會開啟導通，迅速的排放掉靜電電流。

然而隨著集成電路工藝制程的不斷進步，FinFet工藝以廣泛運用，在FinFet工藝下，器件尺寸不斷減小，核心電路承受ESD能力大大降低，對于低壓IC（集成電路）的ESD防護而言，一個有效的靜電放電防護器件必須能夠保證相對低的觸發電壓（不能高于被保護電路的柵氧擊穿電壓），相對高的維持電壓（對電源防護而言，要高于電源電壓以避免閂鎖效應），提供較強的ESD保護能力（ESD魯棒性），并占用有限的布局面積。為了避免閂鎖風險，可以通過提高維持電流，提高維持電壓來解決。因此在保證低觸發電壓的優點的同時，進一步提高其維持電壓顯得十分必要。

作為一種常用的ESD防護結構，可控硅被廣泛的應用于集成電路芯片I/O端口以及電源域的防護中。可控硅有著高魯棒性、制造工藝簡單等優點。但可控硅也有著開速度慢，開啟電壓高，維持電壓低等缺點，對集成電路輸入輸出端MOS管的柵極氧化層保護不能起到很好的效果。因此現有可控硅無法適用于FINFET工藝和平面晶體管工藝的集成電路靜電防護。

實用新型內容

本實用新型提供了一種集成電路靜電防護的二極管觸發可控硅，解決了現有可控硅無法適用于FINFET工藝和平面晶體管工藝的集成電路靜電防護問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：

集成電路靜電防護的二極管觸發可控硅，包括第一襯底，第一襯底上設置有依次連接的第一N阱、第一P阱和第二N阱，第一N阱上設置有第一P+注入區和第一N+注入區，第一P+注入區接入電學陽極，第一P阱上設置有第二P+注入區和第二N+注入區，第二P+注入區連接第一N+注入區，第二N阱上設置有第三N+注入區，第三N+注入區和第二N+注入區均接入電學陰極。

第一襯底為P型襯底。