[發(fā)明專利]提升高壓集成電路防負(fù)電流閂鎖能力的保護(hù)環(huán)及實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010694335.3
• 申請(qǐng)日: 2020-07-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111799257B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱天志;黃冠群;陳昊瑜;邵華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/02
• 分類號(hào): H01L27/02;H01L21/265
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

1.一種提升高壓集成電路防負(fù)電流閂鎖能力的保護(hù)環(huán)，包括：

半導(dǎo)體襯底(80)；

依次生成于所述半導(dǎo)體襯底(80)中的第一高壓N阱(60)、第二高壓P阱(71)、第二高壓N阱(61)以及第一高壓P阱(70)，各高壓阱之間上方用淺溝道隔離層(10)隔離；

高濃度P型摻雜(22)、P型擴(kuò)散區(qū)(40)以及高濃度N型摻雜(24)依次設(shè)置于所述第一高壓N阱(60)上部，所述P型擴(kuò)散區(qū)(40)以及高濃度N型摻雜(24)之間用淺溝道隔離層(10)隔離，所述高濃度N型摻雜(24)另一側(cè)為用于分隔第一高壓N阱(60)與第二高壓P阱(71)的淺溝道隔離層(10),高濃度P型摻雜(25)、高濃度N型摻雜(26)分別設(shè)置于第二高壓P阱(71)、第二高壓N阱(61)上部，高濃度P型摻雜(27)、N型擴(kuò)散區(qū)(50)及高濃度N型摻雜(29)依次設(shè)置于所述第一高壓P阱(70)上部，所述高濃度P型摻雜(27)、N型擴(kuò)散區(qū)(50)之間用淺溝道隔離層(10)隔離，所述N型擴(kuò)散區(qū)(50)內(nèi)上部設(shè)置高濃度N型摻雜(28)，所述高濃度P型摻雜(27)設(shè)置于用于分隔第二高壓N阱(61)與第一高壓P阱(70)的淺溝道隔離層(10)和所述第一高壓P阱(70)內(nèi)所述N型擴(kuò)散區(qū)(50)左側(cè)的淺溝道隔離層(10)之間，并在所述高濃度P型摻雜(27)下方設(shè)置P型ESD離子注入(20)，并于所述P型ESD離子注入(20)的正下方設(shè)置低壓P阱離子注入(21)；

所述高濃度P型摻雜(22)及P型擴(kuò)散區(qū)(40)之間上方設(shè)置第一柵極(30)，以及所述高濃度N型摻雜(29)和N型擴(kuò)散區(qū)(50)之間上方設(shè)置第二柵極(31)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種提升高壓集成電路防負(fù)電流閂鎖能力的保護(hù)環(huán)，其特征在于：在所述高濃度P型摻雜(27)下方設(shè)置等寬的P型ESD離子注入(20)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種提升高壓集成電路防負(fù)電流閂鎖能力的保護(hù)環(huán)，其特征在于：所述P型ESD離子注入的濃度范圍值：1E13cm^-2～1E14cm^-2。

4.如權(quán)利要求2所述的一種提升高壓集成電路防負(fù)電流閂鎖能力的保護(hù)環(huán)，其特征在于：所述低壓P阱離子注入(21)為“凸”形結(jié)構(gòu)，其上方突出部完全位于兩側(cè)的淺溝道隔離層(10)間，所述低壓P阱離子注入(21)最左側(cè)為第一高壓P阱(70)左側(cè)分界，其最右側(cè)延伸至隔離所述高濃度P型摻雜(27)與N型擴(kuò)散區(qū)(50)的淺溝道隔離層(10)附近。

5.如權(quán)利要求4所述的一種提升高壓集成電路防負(fù)電流閂鎖能力的保護(hù)環(huán)，其特征在于：所述低壓P阱離子注入(21)的底部低于其兩側(cè)淺溝槽隔離層(10)的底部。

6.如權(quán)利要求5所述的一種提升高壓集成電路防負(fù)電流閂鎖能力的保護(hù)環(huán)，其特征在于：所述低壓P阱離子注入的濃度范圍值：1E12cm^-2～1E14cm^-2。

7.如權(quán)利要求5所述的一種提升高壓集成電路防負(fù)電流閂鎖能力的保護(hù)環(huán)，其特征在于：所述P型擴(kuò)散區(qū)(40)內(nèi)上部設(shè)置高濃度P型摻雜(23)，并于所述高濃度P型摻雜(23)左側(cè)、于所述P型擴(kuò)散區(qū)(40)內(nèi)設(shè)置淺溝道隔離層(10)，所述N型擴(kuò)散區(qū)(50)內(nèi)上部設(shè)置所述高濃度N型摻雜(28)，其右側(cè)于所述N型擴(kuò)散區(qū)(50)內(nèi)設(shè)置淺溝道隔離層，所述高濃度N型摻雜(26)、第一高壓P阱(70)與高濃度N型摻雜(28)構(gòu)成寄生NPN三極管結(jié)構(gòu)，所述高濃度N型摻雜(28)構(gòu)成該寄生NPN三極管的發(fā)射極，高濃度N型摻雜(26)構(gòu)成該寄生NPN三極管的集電極，而第一高壓P阱(70)則構(gòu)成該寄生NPN三極管的基極。