[发明专利]静电保护器件

说明书

技术领域

本发明涉及半导体静电保护技术，特别涉及一种静电保护器件。

背景技术

作为静电保护器件，硅控整流器(SCR)中寄生的三极管比金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)有着更强的静电泄放能力，一般硅控整流器的静电泄放能力是MOSFET的5～7倍。图1所示为现有高触发电压硅控整流器的剖面结构示意图。在图1中，P+/高压N阱/高压P阱形成的寄生PNP管Vbp的集电极同时也是N+/高压P阱/高压N阱形成的寄生NPN管Vbn的基极；同样，N+/高压P阱/高压N阱形成的寄生NPN管Vbn的集电极也是P+/高压N阱/高压P阱形成的寄生PNP管Vbp的基极。图1中的寄生NPN管Vbn和PNP管Vbp组成的等效电路如图2所示。从图1和图2中可以看出，由P+/高压N阱/高压P阱形成的寄生PNP管Vbp和N+/高压P阱/高压N阱形成的寄生NPN管Vbn共同组成的硅控整流器的触发电压为高压N阱/高压P阱的反向击穿电压。通常高压N阱/高压P阱结的反向击穿电压比较高，因此，这种结构的应用受到了很大的限制。另外，由于硅控整流器本身开启后寄生NPN管和PNP管相互实现电流放大的正反馈，导致其导通电阻很低，放大倍数很大，发生骤回后的维持电压就会很低，一般在2～5V之间。而高压电路的正常工作电压远远在此之上，因此使用硅控整流器做高压静电保护电路，也易引发闩锁效应，且不易恢复。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种静电保护器件，触发电压低，骤回电压高。

为解决上述技术问题，本发明的静电保护器件，包括相邻的一个N阱

和一个P阱；

所述N阱中，形成有第一P+扩散区、第二P+扩散区、第一N+扩散区；

所述P阱中，形成有第三P+扩散区、第四P+扩散区、第三N+扩散区；

所述N阱中的第一P+扩散区、第二P+扩散区、第一N+扩散区形成一PNP晶体管或一PMOS管，所述第一P+扩散区及第一N+扩散区短接用于接静电端；

所述P阱中的第三P+扩散区、第四P+扩散区、第三N+扩散区，第三P+扩散区距离N阱最近，第三N+扩散区次之，第四P+扩散区距离N阱最远，第三P+扩散区及第三N+扩散区短接用于接地端，第四P+扩散区及N阱中的第二P+扩散区短接。

在N阱中，还形成有第二N+扩散区，第二N+扩散区距离P阱较第一P+扩散区、第二P+扩散区、第一N+扩散区近，第二N+扩散区同第一P+扩散区及第一N+扩散区短接。

所述N阱中的第一P+扩散区、第二P+扩散区、第一N+扩散区形成一PNP晶体管时，第一P+扩散区作为该PNP晶体管的发射极，第二P+扩散区作为该PNP晶体管的发射极集电极，第一N+扩散区作为该PNP晶体管的基极。

所述N阱中的第一P+扩散区、第二P+扩散区、第一N+扩散区形成一PMOS管时，第一P+扩散区、第二P+扩散区分别作为该PMOS管的源、漏极，第一N+扩散区作为该PMOS管的衬底端，第一P+扩散区、第二P+扩散区之间的沟道区上方形成有该PMOS管的栅极，该PMOS管的栅极同第一P+扩散区及第一N+扩散区短接。

第二N+扩散区较第一N+扩散区、第三N+扩散区深。

第三P+扩散区较第一P+扩散区、第二P+扩散区、第四P+扩散区深。

本发明的静电保护器件，是在现有硅控整流器(SCR)结构的基础上，增加一个用于触发的寄生PNP管，静电保护器件的触发由寄生的PNP开启控制，由此寄生PNP管的开启形成电流流到P阱中，提高P阱的电位，由此触发N阱中的N+扩散区/P阱/P阱中的N+扩散区形成的NPN晶体管开启，进行静电电流泻放，触发电压低并便于调节。本发明的静电保护器件，还可以在N阱中靠近P阱的一侧加入一N+扩散区连接到静电进入端，以及在P阱中靠近N阱的一侧加入一了P+扩散区连接到地端，以此降低了P+/NW/PW形成的寄生PNP管Vbp和N+/PW/NW形成的寄生NPN管Vbn开启后的电流放大能力，可有效提高骤回电压，防止解决静电保护结构由于骤回电压过低而易导致拴锁效应的问题。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是常见的硅控整流器的剖面结构示意图

图2是图1中的硅控整流器的寄生NPN和PNP管组成的等效电路图；

图3是本发明的静电保护器件用PNP实现触发寄生PNP管的示意图；

图4是本发明的静电保护器件用PMOS实现触发寄生PNP管的示意图；