專利名稱：一種分散靜電泄放電流的靜電放電防護(hù)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可以分散靜電泄放電流的靜電放電防護(hù)器件。
背景技術(shù)：
靜電放電是在一個(gè)集成電路浮接的情況下，大量的電荷從外向內(nèi)灌入集成電路的瞬時(shí)過程，整個(gè)過程大約耗時(shí)100ns。此外，在集成電路放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生數(shù)百甚至數(shù)千伏特的高壓，這會(huì)打穿集成電路中的輸入級(jí)的柵氧化層。隨著集成電路中的MOS管的尺寸越來越小，柵氧化層的厚度也越來越薄，在這種趨勢下，使用高性能的靜電防護(hù)電路來泄放靜電放電的電荷以保護(hù)柵極氧化層不受損害是十分必需的。
靜電放電現(xiàn)象的模式主要有四種人體放電模式(HBM)、機(jī)械放電模式(MM)、器件充電模式(CDM)以及電場感應(yīng)模式(FIM)。對(duì)一般集成電路產(chǎn)品來說，一般要經(jīng)過人體放電模式，機(jī)械放電模式以及器件充電模式的測試。為了能夠承受如此高的靜電放電電壓，集成電路產(chǎn)品通常必須使用具有高性能、高耐受力的靜電放電保護(hù)器件。
為了達(dá)成保護(hù)芯片抵御靜電襲擊的目的，目前已有多種靜電防護(hù)器件被提出，比如二極管，柵極接地的MOS管，其中公認(rèn)效果比較好的防護(hù)器件是可控硅SCR(silicon controlled rectifier)。為了提高靜電放電防護(hù)器件抵御靜電沖擊的能力，在實(shí)際電路應(yīng)用中通常用多個(gè)該種器件并聯(lián)，圖1表示了兩個(gè)可控硅SCR(silicon controlled rectifier)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。每個(gè)可控硅SCR的P型襯底10上為阱區(qū)，阱區(qū)包括N阱11和P阱18，N阱11設(shè)有N+注入?yún)^(qū)13和P+注入?yún)^(qū)14，其中N+注入?yún)^(qū)13設(shè)置在遠(yuǎn)離P阱18的位置，P+注入?yún)^(qū)14設(shè)置在靠近P阱18的位置。P阱18同樣設(shè)有N+注入?yún)^(qū)16和P+注入?yún)^(qū)17，其中P+注入?yún)^(qū)17設(shè)置在遠(yuǎn)離N阱11的位置，N+注入?yún)^(qū)16設(shè)置在靠近N阱11的位置。一阱間N+注入?yún)^(qū)15設(shè)置在N阱11和P阱18連接處上方并跨接在N阱11和P阱18之間。所有注入?yún)^(qū)之間是用淺壕溝隔離STI 12進(jìn)行隔離。N阱11的N+注入?yún)^(qū)13和P+注入?yún)^(qū)14接電學(xué)陽極Anode，P阱18的N+注入?yún)^(qū)16和P+注入?yún)^(qū)17接電學(xué)陰極Cathode。在集成電路的正常操作下，靜電放電保護(hù)器件是處于關(guān)閉的狀態(tài)，不會(huì)影響集成電路輸入輸出接合墊上的電位。而在外部的靜電灌入集成電路而產(chǎn)生瞬間的高電壓的時(shí)候，這個(gè)器件會(huì)開啟導(dǎo)通，迅速地排放掉靜電電流。但是該可控硅SCR在惡劣的靜電環(huán)境下防靜電的效果不是非常理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種分散靜電泄放電流，進(jìn)而有效提高防護(hù)靜電能力的靜電放電防護(hù)器件。
本發(fā)明的靜電放電防護(hù)器件包括P型襯底，P型襯底上為阱區(qū)，阱區(qū)包括間隔設(shè)置的N阱和P阱。每個(gè)N阱內(nèi)的頂部設(shè)置有兩個(gè)P+注入?yún)^(qū)和一個(gè)N+注入?yún)^(qū)，其中P+注入?yún)^(qū)設(shè)置在N+注入?yún)^(qū)的兩側(cè)。每個(gè)P阱內(nèi)的頂部設(shè)置有兩個(gè)N+注入?yún)^(qū)和一個(gè)P+注入?yún)^(qū)，其中N+注入?yún)^(qū)設(shè)置在P+注入?yún)^(qū)的兩側(cè)。每個(gè)N阱和P阱內(nèi)連接處頂部設(shè)置有阱間N+注入?yún)^(qū)，阱間N+注入?yún)^(qū)跨接在N阱和P阱之間，所有注入?yún)^(qū)之間是用淺壕溝隔離STI進(jìn)行隔離。
本發(fā)明中的P型襯底、N阱和P阱，以及N+注入?yún)^(qū)、P+注入?yún)^(qū)、阱間N+注入?yún)^(qū)和淺壕溝隔離STI均采用現(xiàn)有的可控硅SCR對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)和工藝。
本發(fā)明在傳統(tǒng)SCR的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上對(duì)阱中的注入?yún)^(qū)的設(shè)置作了調(diào)整，N阱中有兩個(gè)P+注入和一個(gè)N+注入，P阱中有兩個(gè)N+注入和一個(gè)P+注入。這樣在靜電沖擊現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)候，N阱和P阱中的電流可以向兩邊分散，相比于傳統(tǒng)的簡單地用單向的SCR并聯(lián)，能夠流經(jīng)更大的靜電泄放電流，從而提高了該靜電放電防護(hù)電路的防護(hù)能力。


圖1為現(xiàn)有可控硅SCR靜電放電防護(hù)器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
如圖2所示，一種分散靜電泄放電流的靜電放電防護(hù)器件是周期性排列的，每個(gè)靜電放電防護(hù)器件的周期單元結(jié)構(gòu)包括P型襯底20，P型襯底20上為阱區(qū)，阱區(qū)包括N阱21和P阱28。各個(gè)N阱21和P阱28上均設(shè)有三個(gè)注入?yún)^(qū)，N阱21中有兩個(gè)P+注入?yún)^(qū)24和一個(gè)N+注入?yún)^(qū)23，N+注入?yún)^(qū)23設(shè)置在兩個(gè)P+注入?yún)^(qū)24之間；P阱28中有兩個(gè)N+注入?yún)^(qū)26和一個(gè)P+注入?yún)^(qū)27，P+注入?yún)^(qū)27設(shè)置在兩個(gè)N+注入?yún)^(qū)26之間。阱間N+注入?yún)^(qū)25設(shè)置在N阱21和P阱28連接處上方并跨接在N阱21和P阱28之間，N阱21和P阱28內(nèi)的以及N阱21與P阱28連接處上的所有注入?yún)^(qū)間用淺壕溝隔離STI 22進(jìn)行隔離。
工作中，當(dāng)電學(xué)陽極輸入正常信號(hào)電平時(shí)，該防護(hù)器件不會(huì)導(dǎo)通干擾芯片內(nèi)部電路的正常工作。而在危險(xiǎn)的靜電信號(hào)到來的時(shí)候，N型阱和P型阱中會(huì)產(chǎn)生對(duì)稱的雙向電流泄放通道，這樣使靜電電流分散地泄放，從而能保護(hù)集成電路更好地抵御外界的靜電沖擊。
權(quán)利要求
1.一種分散靜電泄放電流的靜電放電防護(hù)器件，包括P型襯底，P型襯底上為阱區(qū)，其特征在于阱區(qū)包括間隔設(shè)置的N阱和P阱；每個(gè)N阱內(nèi)的頂部設(shè)置有兩個(gè)P+注入?yún)^(qū)和一個(gè)N+注入?yún)^(qū)，其中P+注入?yún)^(qū)設(shè)置在N+注入?yún)^(qū)的兩側(cè)；每個(gè)P阱內(nèi)的頂部設(shè)置有兩個(gè)N+注入?yún)^(qū)和一個(gè)P+注入?yún)^(qū)，其中N+注入?yún)^(qū)設(shè)置在P+注入?yún)^(qū)的兩側(cè)；每個(gè)N阱和P阱內(nèi)連接處頂部設(shè)置有阱間N+注入?yún)^(qū)，阱間N+注入?yún)^(qū)跨接在N阱和P阱之間；所有注入?yún)^(qū)之間是用淺壕溝隔離STI進(jìn)行隔離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可以分散靜電泄放電流的靜電放電防護(hù)器件?，F(xiàn)有的可控硅SCR在惡劣的靜電環(huán)境下防靜電的效果不是非常理想。本發(fā)明在P型襯底上間隔設(shè)置有N阱和P阱。每個(gè)N阱內(nèi)設(shè)有兩個(gè)P+注入?yún)^(qū)和一個(gè)N+注入?yún)^(qū)，P+注入?yún)^(qū)設(shè)置在N+注入?yún)^(qū)的兩側(cè)。每個(gè)P阱內(nèi)設(shè)有兩個(gè)N+注入?yún)^(qū)和一個(gè)P+注入?yún)^(qū)，N+注入?yún)^(qū)設(shè)置在P+注入?yún)^(qū)的兩側(cè)。每個(gè)N阱和P阱內(nèi)連接處頂部設(shè)置有阱間N+注入?yún)^(qū)。所有注入?yún)^(qū)之間是用淺壕溝隔離STI進(jìn)行隔離。本發(fā)明在靜電沖擊現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)候，N阱和P阱中的電流可以向兩邊分散，相比于傳統(tǒng)的簡單地用單向的SCR并聯(lián)，能夠流經(jīng)更大的靜電泄放電流，從而提高了該靜電放電防護(hù)電路的防護(hù)能力。
文檔編號(hào)H01L23/60GK101047180SQ20071006813
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2007年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月19日
發(fā)明者董樹榮, 崔強(qiáng), 韓雁, 劉俊杰, 霍明旭, 黃大海, 田光春 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)