[发明专利]掩埋式非对称结ESD保护装置

权利要求书

1.一种横向静电放电(ESD)保护装置，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底具有第一导电类型和第一掺杂水平；

半导体层，所述半导体层覆盖所述衬底以及具有所述第一导电类型和第二掺杂水平，并具有与所述衬底间隔第一距离的外表面；

发射极和集电极区域，所述发射极和集电极区域具有第二相反导电类型并且横向间隔开第二距离，并具有大于所述第二掺杂水平的第三掺杂水平；

阱区域，所述阱区域具有所述第一导电类型、在所述半导体层中但没有延伸穿过所述半导体层，并具有高于所述第二掺杂水平但低于或等于所述第三掺杂水平的掺杂水平，并从所述发射极区域朝向所述集电极区域横向延伸但与所述集电极区域相隔第三距离；以及

掩埋层，所述掩埋层具有所述第二导电类型和高于所述第三掺杂水平的掺杂水平、且欧姆地耦合到所述发射极区域，并且没有另外的掩埋层，所述另外的掩埋层具有所述第二导电类型并且欧姆地耦合到所述集电极区域。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一导电类型是N型。

3.如权利要求1所述的装置，其中，欧姆地耦合到所述发射极区域的所述掩埋层具有与所述发射极区域的横向宽度基本上相似的横向宽度。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述阱区域从所述外表面朝向所述衬底的深度是所述第一距离的大约30％到60％。

5.如权利要求5所述的装置，其中，所述第三距离是所述第二距离的大约0％到50％。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述第三距离在大约0到3微米的范围中。

7.如权利要求1所述的装置，其中，DC ESD触发电压Vt1_DC和瞬时ESD触发电压Vt1_TR在幅度上相差小于Vt1_TR的大约25％。

8.如权利要求1所述的装置，其中，所述掩埋层在发射极区域之下。

9.如权利要求1所述的装置，其中，所述发射极区域和所述集电极区域基本上延伸穿过所述半导体层。

10.一种具有触发电压Vt1的横向双极静电放电(ESD)保护装置，包括：

半导体(SC)衬底；

覆盖外延SC层；

在所述SC层中的发射极-集电极区域，所述发射极-集电极区域横向间隔开第一距离；

基极区域，所述基极区域在所述外延SC层中与所述发射极区域相邻、在所述外延层中朝向所述集电极区域横向延伸并与所述集电极区域相隔了基极-集电极间距，其中选择基极-集电极间距以设置预定的ESD触发电压Vt1；以及

掩埋层区域，所述掩埋层区域在所述发射极区域之下并欧姆地耦合到所述发射极区域，但在所述集电极区域下方没有可比较的掩埋层区域，从而提供一种非对称结构，所述非对称结构的DC触发电压(Vt1_DC)和瞬时触发电压(Vt1_TR)接近相等。

11.如权利要求10所述的装置，其中，所述掩埋层区域在所述发射极区域下方横向延伸。

12.如权利要求11所述的装置，其中，所述掩埋层区域比所述发射极区域更重地掺杂。

13.如权利要求10所述的装置，其中，所述基极-集电极间距在所述第一距离的大约0％到50％的范围中。

14.如权利要求10所述的装置，其中，所述外延SC层具有第一厚度，并且所述基极区域从所述外延SC层的外表面延伸到第一深度，其中第一深度是所述第一厚度的大约30％到60％。

15.如权利要求10所述的装置，其中，所述衬底具有第一掺杂剂浓度，所述外延层具有等于或小于所述第一掺杂剂浓度的第二掺杂剂浓度，并且所述基极区域具有大于所述第二掺杂剂浓度的第三掺杂剂浓度。