[发明专利]一种低表面电流强鲁棒性的双向ESD防护结构

说明书

本发明公开了一种低表面电流强鲁棒性的双向ESD防护结构，包括具有提高维持电压作用的PNP结构和具有大电流泄放能力的寄生SCR结构；PNP结构由P型衬底(101)、第一N‑epi区(102)、第一N‑epi区(102)、第二N‑epi区（104）、第一N阱（105）、第二N阱（106）、第一P+注入区（108）及第三P+注入区（110）构成，SCR结构由第一N‑epi区(102)、P‑body区（103）、第一N阱（105）、第一P+注入区（108）及第二P+注入区（109）构成，防护结构还包括第一N+注入区（107）、第二N+注入区（111）、第一场氧隔离区（112）、第二场氧隔离区（113）。本发明可快速的泄放ESD电流，同时极大的增强的器件的抗ESD鲁棒性，此外该结构的阱间间距可调，还实现了可调节的触发电压，满足不同集成电路的静电防护要求。

技术领域

本发明涉及一种低表面电流强鲁棒性的双向ESD防护结构，属于集成电路的静电放电保护领域。

背景技术

集成电路产业的发展日新月异，产品的集成度不断提高，在功能性不断提升的同时，小尺寸的集成电路产品对ESD现象也更加敏感。据统计，在半导体行业，每年因ESD所造成的损失高达数十亿美元，如何降低集成电路的静电损失已经收到了业界的高度关注。目前最有效的提高集成电路产品抗ESD能力的方法时在集成电路的I/O端口设计相应的ESD保护器件，以保护内部电路不被静电脉冲所破坏。

目前，针对低压工艺的ESD防护器件设计方案较为成熟，通常使用二极管，双极型晶体管以及SCR等，但低压ESD静电防护器件往往具有维持电压较低，鲁棒性不强等缺陷，很难抑制到高压集成电路中进行使用，容易造成高压集成电路产生闩锁效应。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种低表面电流强鲁棒性的双向ESD防护结构，它一方面具有寄生的SCR结构，可以在ESD脉冲作用时，快速的泄放ESD电流，同时加入阱间间距的设计，可以有效的降低寄生三极管的电流放大增益，减小器件在导通时的表面电流，将电流导向器件内部，从而避免了器件表面局部温度过高而发生热失效，极大的增强的器件的抗ESD鲁棒性，此外该结构的阱间间距可调，因此实现了可调节的触发电压，满足不同集成电路的静电防护要求。

为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：

一种低表面电流强鲁棒性的双向ESD防护结构，包括具有提高维持电压作用的PNP结构和具有大电流泄放能力的寄生SCR结构；PNP结构由P型衬底(101)、第一N-epi区(102)、第一N-epi区(102)、第二N-epi区（104）、第一N阱（105）、第二N阱（106）、第一P+注入区（108）及第三P+注入区（110）构成，SCR结构由第一N-epi区(102)、P-body区（103）、第一N阱（105）、第一P+注入区（108）及第二P+注入区（109）构成，防护结构还包括第一N+注入区（107）、第二N+注入区（111）、第一场氧隔离区（112）、第二场氧隔离区（113）、第三场氧隔离区（114）及第四场氧隔离区（115），所述P型衬底（101）的表面区域从左到右依次设有第一N-epi区（102）、P-body区(103)、第二N-epi区（104）；

所述第一N-epi的右侧与P-body区（103）的左侧相连，所述P-body区（103）的右侧与第二N-epi（104）的左侧相连；在所述第一N-epi区（102）的表面区域从左到右依次设有第一N阱（105）和第二场氧隔离区（113），第一N阱（105）的表面从左到右依次设有第一场氧隔离区（112）、第一N+注入区（107）及第一P+注入区（108），第一场氧隔离区（112）的左侧与第一N（105）阱的左侧相连，第一场氧隔离区（112）的右侧与第一N+注入区的左侧相连，第一N阱（105）的右侧与第二场氧隔离区（113）的左侧相连，所述第二场氧隔离区（113）的右侧与P-body区（103）的左侧相连；所述P -body区（109）的表面区域设有第二P+注入区（109）；