[发明专利]无回滞效应硅控整流器型ESD保护结构及其实现方法有效
申请号: | 201711464516.1 | 申请日: | 2017-12-28 |
公开(公告)号: | CN108091650B | 公开(公告)日: | 2019-10-25 |
发明(设计)人: | 朱天志 | 申请(专利权)人: | 上海华力微电子有限公司 |
主分类号: | H01L27/02 | 分类号: | H01L27/02;H01L23/60 |
代理公司: | 上海思微知识产权代理事务所(普通合伙) 31237 | 代理人: | 智云 |
地址: | 201203 上海市浦*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 硅控整流器 衬底 半导体 浅沟道隔离 分界处 隔离 | ||
1.一种无回滞效应硅控整流器型ESD保护结构,其特征在于,该ESD保护结构包括:
半导体衬底(80);
生成于所述半导体衬底中的N阱(60)和P阱(70);
第一高浓度P型掺杂(20)、第一高浓度N型掺杂(28)置于N阱(60)上部,第一高浓度P型掺杂(20)、N阱(60)以及P阱(70)构成等效PNP三极管结构,第二高浓度N型掺杂(24)、第二高浓度P型掺杂(26)置于P阱(70)上部,N阱(60)、半导体衬底(80)/P阱(70)与第二高浓度N型掺杂(24)构成等效NPN三极管结构,第三高浓度P型掺杂(22)置于N阱(60)与P阱(70)分界处上方,所述第一高浓度P型掺杂(20)、第一高浓度N型掺杂(28)间用宽度为S的浅沟道隔离层(10)隔离,所述第一高浓度N型掺杂(28)与第三高浓度P型掺杂(22)之间为N阱(60)的一部分;
所述第一高浓度P型掺杂(20)左侧放置浅沟道隔离层(10);
所述第三高浓度P型掺杂(22)、第二高浓度N型掺杂(24)、第二高浓度P型掺杂(26)间用浅沟道隔离层(10)隔离;
所述第二高浓度P型掺杂(26)右侧放置浅沟道隔离层(10);
利用金属连接所述第一高浓度P型掺杂(20)、第一高浓度N型掺杂(28)构成该ESD保护结构的阳极A,利用金属连接所述第二高浓度N型掺杂(24)、第二高浓度P型掺杂(26)构成该ESD保护结构的阴极K。
2.如权利要求1所述的一种无回滞效应硅控整流器型ESD保护结构,其特征在于:所述第一高浓度N型掺杂(28)与第三高浓度P型掺杂(22)间距为D1,其范围为0~2um,所述第一高浓度N型掺杂(28)宽度为D2,其范围为0.2um~10um,第三高浓度P型掺杂(22)宽度为D3,其范围为0.2um~10um,所述第一高浓度P型掺杂(20)、第一高浓度N型掺杂(28)间的浅沟道隔离层(10)的宽度为S,其范围为0.2um~10um。
3.如权利要求2所述的一种无回滞效应硅控整流器型ESD保护结构,其特征在于:所述ESD保护结构通过调节所述第一高浓度N型掺杂(28)的宽度D2与第三高浓度P型掺杂(22)的宽度D3的大小,以及所述第一高浓度N型掺杂(28)与第一高浓度P型掺杂(20)之间的浅沟道隔离层(10)的宽度S来调节维持电压以实现无回滞效应特性。
4.如权利要求2所述的一种无回滞效应硅控整流器型ESD保护结构,其特征在于:所述ESD保护结构通过调节所述第一高浓度N型掺杂(28)与第三高浓度P型掺杂(22)的间距D1的大小在一定范围内调节其回滞效应时的触发电压。
5.一种无回滞效应硅控整流器型ESD保护结构的实现方法,包括如下步骤:
步骤一,提供一半导体衬底;
步骤二,于该半导体衬底中生成N阱与P阱;
步骤三,将第一高浓度P型掺杂(20)、第一高浓度N型掺杂(28)置于N阱(60)上部,第一高浓度P型掺杂(20)、N阱(60)以及P阱(70)构成等效PNP三极管结构,第二高浓度N型掺杂(24)、第二高浓度P型掺杂(26)置于P阱(70)上部,N阱(60)、半导体衬底(80)/P阱(70)与第二高浓度N型掺杂(24)构成等效NPN三极管结构,第三高浓度P型掺杂(22)置于N阱(60)与P阱(70)分界处上方,第一高浓度P型掺杂(20)、第一高浓度N型掺杂(28)间用宽度为S的浅沟道隔离层(10)隔离,第一高浓度N型掺杂(28)与第三高浓度P型掺杂(22)之间为N阱(60)的一部分,所述第一高浓度P型掺杂(20)左侧放置浅沟道隔离层(10),所述第三高浓度P型掺杂(22)、第二高浓度N型掺杂(24)、第二高浓度P型掺杂(26)间用浅沟道隔离层(10)隔离,所述第二高浓度P型掺杂(26)右侧放置浅沟道隔离层(10);
利用金属连接所述第一高浓度P型掺杂(20)、第一高浓度N型掺杂(28)构成该ESD保护结构的阳极A,利用金属连接所述第二高浓度N型掺杂(24)、第二高浓度P型掺杂(26)构成该ESD保护结构的阴极K。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L27-00 由在一个共用衬底内或其上形成的多个半导体或其他固态组件组成的器件
H01L27-01 .只包括有在一公共绝缘衬底上形成的无源薄膜或厚膜元件的器件
H01L27-02 .包括有专门适用于整流、振荡、放大或切换的半导体组件并且至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的;包括至少有一个跃变势垒或者表面势垒的无源集成电路单元的
H01L27-14 . 包括有对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射或者微粒子辐射并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的,或适用于通过这样的辐射控制电能的半导体组件的
H01L27-15 .包括专门适用于光发射并且包括至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的半导体组件
H01L27-16 .包括含有或不含有不同材料结点的热电元件的;包括有热磁组件的