[發明專利]無回滯效應硅控整流器型ESD保護結構及其實現方法

在審

• 申請號: 202011196327.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112117269A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 朱天志;黃冠群;陳昊瑜;邵華
• 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;H01L21/8228
• 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: 曹廷廷

1.一種無回滯效應硅控整流器型ESD保護結構，其特征在于，該ESD保護結構包括：

半導體襯底(80)；

生成于所述半導體襯底中的N阱(60)和P阱(70)；

高濃度P型摻雜(20)、高濃度N型摻雜(28)置于N阱(60)上部，高濃度P型摻雜(20)、N阱(60)以及P阱(70)構成寄生PNP三極管結構，高濃度N型摻雜(24)、高濃度P型摻雜(26)置于P阱(70)上部，N阱(60)、基體(80)/P阱(70)與高濃度N型摻雜(24)構成寄生NPN三極管結構，高濃度P型摻雜(22)置于N阱(60)與P阱(70)分界處上方,所述高濃度P型摻雜(20)、高濃度N型摻雜(28)間為N阱(60)的一部分且間距為S，所述高濃度N型摻雜(28)與高濃度P型摻雜(22)之間為N阱(60)的一部分；

在所述高濃度P型摻雜(20)、高濃度N型摻雜(28)、高濃度P型摻雜(22)、高濃度N型摻雜(24)、高濃度P型摻雜(26)下方分別設置N型輕摻雜(30)、N型輕摻雜(38)、P型輕摻雜(32)、N型輕摻雜(34)、P型輕摻雜(36)。

2.如權利要求1所述的一種無回滯效應硅控整流器型ESD保護結構，其特征在于：所述高濃度P型摻雜(20)左側放置淺溝道隔離層(10)。

3.如權利要求2所述的一種無回滯效應硅控整流器型ESD保護結構，其特征在于：所述高濃度P型摻雜(22)、高濃度N型摻雜(24)、高濃度P型摻雜(26)間用淺溝道隔離層(10)隔離。

4.如權利要求3所述的一種無回滯效應硅控整流器型ESD保護結構，其特征在于：利用金屬連接所述高濃度P型摻雜(20)、高濃度N型摻雜(28)構成該ESD保護結構的陽極A，利用金屬連接所述高濃度N型摻雜(24)、高濃度P型摻雜(26)構成該ESD保護結構的陰極K。

5.如權利要求4所述的一種無回滯效應硅控整流器型ESD保護結構，其特征在于：所述高濃度N型摻雜(28)與高濃度P型摻雜(22)間距為D1，其范圍為0～2um，所述高濃度N型摻雜(28)寬度為D2，其范圍為0.2um～5um，高濃度P型摻雜(22)寬度為D3，其范圍為0.2um～10um，所述高濃度P型摻雜(20)、高濃度N型摻雜(28)間為N阱(60)的一部分且間距為S，其范圍為0.2um～10um。

6.如權利要求5所述的一種無回滯效應硅控整流器型ESD保護結構，其特征在于：所述ESD保護結構通過調節高濃度N型摻雜(28)的寬度D2，以及所述高濃度N型摻雜(28)與高濃度P型摻雜(20)之間的距離S來調節維持電壓以實現無回滯效應特性。

7.如權利要求5所述的一種無回滯效應硅控整流器型ESD保護結構，其特征在于：所述ESD保護結構通過調節所述高濃度N型摻雜(28)與高濃度P型摻雜(22)的間距D1的大小在一定范圍內調節其回滯效應時的觸發電壓。

8.一種無回滯效應硅控整流器型ESD保護結構的實現方法，其特征在于：所述方法通過將現有無回滯效應硅控整流器型ESD結構的高濃度P型摻雜(20)下方的P型輕摻雜替換為N型輕摻雜(30)，以降低高濃度P型摻雜(20)摻雜區有效激活摻雜的濃度以及局部增大N阱(60)的摻雜濃度。