[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

专利信息
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
【权利要求书】:

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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