[發明專利]SiGe工藝中基于SCR的ESD防護器

在審

• 申請號: 202110461415.9
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113299640A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 劉靜;劉純;黨躍棟
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

SiGe工藝中基于SCR的ESD防護器，包括自下而上依次設置襯底，n阱區，p阱區，隔離槽，n阱接觸n+區，SiGe_p+區，n+區，p阱接觸p+區，在SiGe_p+層與n阱區界面處的能帶存在明顯的凸起，阻礙了載流子的注入，降低寄生PNP管的增益，削弱SCR內部的正反饋機制，本發明一種SiGe工藝下的基于SCR的新型ESD防護器件能夠在不改變常規基于SCR的ESD防護器件結構摻雜濃度，尺寸等關鍵參數的情況下，顯著提高維持電壓，能更好的適用于集成電路ESD防護領域中低壓窄窗口。

技術領域

本發明屬于微電子學與固體電子學技術領域，具體涉及SiGe工藝中基于SCR的ESD防護器。

背景技術

靜電放電(ESD)是一種常見的自然現象，在集成電路領域，靜電放電是引起電子產品失效、可靠性降低的主要原因之一。隨著半導體集成電路的迅速發展，器件特征尺寸不斷縮小，遭受靜電損傷的風險也隨之增大，因此如何有效進行靜電防護變得越來越重要。

近年來，由于SiGe(鍺硅)異質結工藝既能給出高頻器件的解決方案又能和普通Si工藝具有較好的兼容性，因此在射頻微波領域得到廣泛應用，同時在SiGe(鍺硅)工藝下芯片的靜電防護問題也越來越被廣泛關注。硅控制整流器(SCR)由于其優異的單位面積電流泄放能力，在靜電防護領域備受推崇，但傳統結構的SCR(硅控制整流器)用作ESD(靜電防護)器件時，導通時內部寄生的NPN(NPN型雙極晶體管)與PNP(PNP型雙極晶體管)相互提供基區電流形成強的正反饋效應，導致其觸發后發生明顯的回滯(snapback)現象，因此它的維持電壓較低，容易引起閂鎖(latch up)效應。在SiGe(鍺硅)工藝下為了更好的滿足ESD(靜電防護)設計窗口的要求，需要對傳統的SCR(硅控制整流器)進行改進，提高維持電壓，避免閂鎖效應。因此，如何在SiGe(鍺硅)工藝下利用能帶工程技術改進傳統SCR(硅控制整流器)器件，進一步發揮其在靜電防護領域的優勢是一個值得關注的問題。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供SiGe工藝中基于SCR的ESD防護器，該器件能夠顯著提高SCR的維持電壓，從而更好的滿足ESD設計窗口。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是，SiGe工藝中基于SCR的ESD防護器，包括自下而上依次設置的襯底(1)，n阱區(2)，p阱區(3)，隔離槽(4)，n阱接觸n+區(5)，SiGe_p+區(6)，n+區(7)，p阱接觸p+區(8)；n阱區(2)和p阱區(3)并列設在襯底(1)上部；n阱區(2)上部從左至右為隔離槽(4)、n阱接觸n+區(5)、SiGe_p+區(6)；p阱區(3)上部從左至右設有n+區(7)、p阱接觸p+區(8)。

所述n阱區(2)由厚度為0.8μm～0.95μm的Si組成，摻雜類型為As離子，摻雜濃度為1×10¹⁷cm^-3。

所述p阱區(3)由厚度為0.8μm～0.95μm的Si組成，摻雜類型為B離子，摻雜濃度為1×10¹⁷cm^-3。

所述隔離槽(4)的材料采用SiO₂，寬度為0.6μm～1μm，厚度為0.2μm。

所述n阱接觸n+區(5)與n+區(7)的材質采用Si，寬度為1μm，厚度為0.05μm，摻雜類型為As離子，摻雜濃度為1×10²⁰cm^-3。

所述SiGe_p+區(6)為SiGe層，寬度為1μm，厚度為0.05μm，摻雜類型為B離子，摻雜濃度為1×10²⁰cm^-3。

所述p阱接觸p+區8材質采用Si，寬度為1μm，厚度為0.05μm，摻雜類型為B離子，摻雜濃度為1×10²⁰cm^-3。

本發明的有益效果是：