[发明专利]硅控整流器

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种硅控整流器。

背景技术

集成电路领域中常采用硅控整流器（SCR）或金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）作为静电保护器件。在实际应用中，硅控整流器比金属-氧化物-半导体场效应管有着更强的静电泄放能力，在同等条件下，硅控整流器结构的静电泄放能力是MOSFET的5～7倍。如图1所示，一种常用硅控整流器结构的剖面结构，该器件中寄生NPN和PNP管组成的等效电路图如图2所示。但是由于硅控整流器较低的骤回电压，在硅控整流器开启后容易让电路发生瞬态闩锁效应，导致静电保护电路失效，造成损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种硅控整流器与现有的硅控整流器想比较具有较高的骤回电压，能调节静电保护的触发电压，能提高硅控整流器开启后过低的骤回电压，能避免瞬态闩锁效应的发生。

为解决上述技术问题，本发明的硅控整流器，包括：

深N阱上部顺序并列排布有N阱和P阱，所述P阱中还具有隔离N阱将P阱分为两部分第一P阱和第二P阱；

所述N阱、第一P阱上部形成有N+扩散区和P+扩散区；

所述第二P阱上部形成有两个N+扩散区，第二P阱上方具有一多晶硅层，形成一NMOS；

所述隔离N阱上部形成有N+扩散区；

所述N阱中的N+扩散区和P+扩散区与隔离N阱中的N+扩散区相连接静电端；

所述第一P阱中的N+扩散区与所述NMOS漏极、栅极相连通过电阻接地，所述NMOS源极和第一P阱的P+扩散区接地。

其中，所述电阻阻值范围是10欧姆至30000欧姆。

其中，所述第一P阱中的N+扩散区与所述NMOS漏极、栅极相连通过电容接地。

本发明硅控整流器其触发电压由硅控整流器的开启电压决定，其骤回电压由低压NMOS管和硅控整流器的骤回电压之和决定。

当有ESD电流从静电端进入本发明的硅控整流器时，电压上升到使得N阱/P阱结发生反向击穿，电流从静电端流经N阱等效电阻Rnw和P阱等效电阻Rpw到地端。该电流通路会拉低N阱的电位和抬高P阱的电位来开启硅控整流器。硅控整流器的P阱中N+扩散区因为通过电阻Rg连接至接地端，在开启前处于地电位，所以本发明的开启电压由硅控整流器结构决定。在硅控整流器开启时，硅控整流器所承受的压降瞬间降低，大部分压降会降落在第二P阱上部形成的NMOS上。由于NMOS栅极与漏极相接，使得该NMOS的寄生三极管NPN（由NMOS的漏极N+扩散区为集电极，NMOS下方的P阱形成基极，NMOS的源极N+扩散区为发射极）极易被触发开启，所以在硅控整流器被开启后，NMOS漏极的高压会使得NMOS被触发开启，泄放静电电流；这时的骤回电压就是硅控整流器的骤回电压与NMOS的寄生NPN的骤回电压之和。NMOS的骤回电压一般在7V左右，因此，本发明能提高硅控整流器开启后过低的骤回电压，有效避免瞬态闩锁效应的发生。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是一种现有硅控整流器的结构示意图。

图2是图1硅控整流器的等效电路图。

图3是本发明硅控整流器一实施例的结构示意图。

图4是图3硅控整流器的等效电路图。

附图标记说明

P+是P+扩散区

N+是N+扩散区

PW是P阱

NW是N阱

DNW是深N阱

Rpw、Rnw是等效电阻

Vbp、Vbn是电压

Rg是电阻

G是多晶硅层，即NMOS的栅极。

具体实施方式

如图3所示，本发明硅控整流器的一实施例，包括：

深N阱DNW上部顺序并列排布有N阱NW和P阱PW，所述P阱PW中还具有隔离N阱NWI将P阱PW分为两部分第一P阱PWA和第二P阱PWB；

所述N阱NW、第一P阱PWA上部形成有N+扩散区N+和P+扩散区P+；

所述第二P阱PWB上部形成有两个N+扩散区N+，第二P阱上方具有一多晶硅层G，形成一NMOS；

所述隔离N阱上部形成有N+扩散区N+；

所述N阱中的N+扩散区N+和P+扩散区P+与隔离N阱NWI中的N+扩散区N+相连接静电端；