[發明專利]一種柵約束硅控整流器ESD器件及其實現方法

有效

• 申請號: 201910809929.1
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110504254B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 朱天志
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L29/745;H01L21/82;H01L29/08
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅

1.一種柵約束硅控整流器ESD器件，其特征在于，所述ESD器件包括：

半導體襯底(80)；

生成于所述半導體襯底(80)中的N阱(60)和P阱(70)；

高濃度N型摻雜(28)、高濃度P型摻雜(20)置于N阱(60)上部，低濃度N型輕摻雜(24)、高濃度P型摻雜(26)置于所述P阱(70)上部，所述低濃度N型輕摻雜(24)、高濃度P型摻雜(26)間用淺溝道隔離層(10)隔離，所述低濃度N型輕摻雜(24)的左側為所述P阱(70)的一部分；

在所述高濃度N型摻雜(28)的上方、高濃度P型摻雜(20)的上方、低濃度N型輕摻雜(24)上方鄰近所述高濃度P型摻雜(26)部分、高濃度P型摻雜(26)的上方分別生成金屬硅化物(30)，第二浮柵(50)在所述N阱和P阱分界處上方且覆蓋所述低濃度N型輕摻雜(24)的一部分；

所述高濃度N型摻雜(28)上方的金屬硅化物(30)引出電極連接至電源，所述高濃度P型摻雜(20)上方的金屬硅化物(30)引出電極作為所述柵約束硅控整流器ESD器件的陽極，所述低濃度N型輕摻雜(24)上方的金屬硅化物(30)與所述高濃度P型摻雜(26)的上方的金屬硅化物(30)相連并引出電極組成該柵約束硅控整流器ESD器件的陰極。

2.如權利要求1所述的一種柵約束硅控整流器ESD器件，其特征在于：所述高濃度P型摻雜(20)、所述N阱(60)以及所述P阱(70)構成等效PNP三極管結構。

3.如權利要求1所述的一種柵約束硅控整流器ESD器件，其特征在于：所述N阱(60)、P阱(70)與低濃度N型輕摻雜(24)構成等效NPN三極管結構。

4.如權利要求1所述的一種柵約束硅控整流器ESD器件，其特征在于：所述高濃度N型摻雜(28)左側設置淺溝道隔離層(10)，所述高濃度N型摻雜(28)、高濃度P型摻雜(20)間利用所述N阱(60)隔離，在部分該N阱上方放置第一浮柵(40)，所述高濃度P型摻雜(20)的右側為所述N阱(60)的一部分，部分該N阱的寬度為A。

5.如權利要求4所述的一種柵約束硅控整流器ESD器件，其特征在于：所述高濃度P型摻雜(26)右側放置淺溝道隔離層(10)，所述低濃度N型輕摻雜(24)的寬度為S，所述低濃度N型輕摻雜(24)的左側為P阱(70)的一部分，部分該P阱的寬度為B，右側為淺溝道隔離層(10)。

6.如權利要求5所述的一種柵約束硅控整流器ESD器件，其特征在于：所述ESD器件的回滯效應特性由A、B和S共同決定，其中A為0.1～0.5um，B為0.1～0.5um，S為0.1～1um。

7.如權利要求6所述的一種柵約束硅控整流器ESD器件，其特征在于：所述柵約束硅控整流器ESD器件使用時陰極接地。

8.一種柵約束硅控整流器ESD器件的實現方法，其特征在于：

步驟501，提供一半導體襯底(80)；

步驟502，于該半導體襯底(80)中生成N阱(60)和P阱(70)；

步驟503，將高濃度N型摻雜(28)、高濃度P型摻雜(20)置于N阱(60)上部，低濃度N型輕摻雜(24)、高濃度P型摻雜(26)置于所述P阱(70)上部，所述低濃度N型輕摻雜(24)、高濃度P型摻雜(26)間用淺溝道隔離層隔離，另一側為所述P阱(70)的一部分；

步驟504，在所述高濃度N型摻雜(28)的上方、高濃度P型摻雜(20)的上方、低濃度N型輕摻雜(24)的上方部分、高濃度P型摻雜(26)的上方分別生成金屬硅化物(30)，將第二浮柵(50)形成于所述N阱和P阱分界處上方且覆蓋所述低濃度N型輕摻雜(24)的一部分；

步驟505，將所述高濃度N型摻雜(28)上方的金屬硅化物(30)引出電極連接至電源，所述高濃度P型摻雜(20)上方的金屬硅化物(30)引出電極作為所述柵約束硅控整流器ESD器件的陽極，所述低濃度N型輕摻雜(24)上方的金屬硅化物(30)與所述高濃度P型摻雜(26)的上方的金屬硅化物(30)相連并引出電極組成該柵約束硅控整流器ESD器件的陰極。

9.如權利要求8所述的一種柵約束硅控整流器ESD器件的實現方法，其特征在于：所述柵約束硅控整流器ESD器件使用時陰極接地。