[发明专利]一种基于SCR的叉指嵌套混合结构静电释放器件

说明书

本发明公开了一种基于SCR的叉指嵌套混合结构静电释放器件，包括P型衬底；P型衬底上设有N型埋层；N型埋层上设有N型深阱；N型深阱中从左至右设有N个依次串接的嵌套结构单元；每相邻的两个嵌套结构单元共用一个P阱结构；每个嵌套结构单元中，位于左侧的M个P阱结构中所有的P+注入区和N+注入区均连接在一起作为阳极，位于右侧的M个P阱结构中所有的P+注入区和N+注入区均连接在一起作为阴极；整个叉指嵌套混合结构静电释放器件呈左右镜像对称。本发明嵌套结构单元的指数和嵌套结构单元的数量可自由组合，能够有效提高器件整体的失效电流或维持电压，具有结构简单、组合多样化、适用范围广的优点。

技术领域

本发明涉及静电防护领域，特别涉及一种基于SCR的叉指嵌套混合结构静电释放器件。

背景技术

静电现象广泛存在于自然界中，静电的产生在工业生产中是不可避免的。其中，静电放电（ESD）会引起电子设备的故障或误动作，造成电磁干扰。击穿集成电路和精密的电子元件，或者促使元件老化，降低生产成品率。因此研究可靠性高，防护能力强的ESD器件是十分必要的。

SCR(Silicon Controlled Rectifier)器件，是一种十分有效的ESD防护器件，其维持电压很低，所以能够承受足够高的ESD电流应力。相比其他器件，SCR是单位面积保护能力最强的ESD保护器件，各式各样经过改进后的SCR静电保护器件广泛用于各领域。但是，由于雪崩路径的限制，SCR结构需要很高的触发电压，而且工作时由于类闩锁的特性导致维持电压很低，这两个缺陷将使内部电路得不到有效的保护，很容易产生器件闩锁问题。所以在ESD保护中，对SCR结构进行设计时，应当设法提高SCR结构的维持电压和降低SCR结构的触发电压。

图1是一种比较新的两指嵌套结构双向SCR，具有较低的触发电压和较高的维持电压，虽然能在一定程度高提高器件整体的维持电压，但是不能够提高器件整体的失效电流。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、结构组合多样化的基于SCR的叉指嵌套混合结构静电释放器件。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于SCR的叉指嵌套混合结构静电释放器件，其特征在于：包括P型衬底；P型衬底上设有N型埋层；N型埋层上设有N型深阱； N型深阱中从左至右设有N个依次串接的嵌套结构单元，N≥2；

其中位于中间的N-2个嵌套结构单元的结构相同，且均包括2M个P阱Ⅰ，M≥1；位于中间的N-2个嵌套结构单元中，每个嵌套结构单元的中间设有场氧隔离区Ⅰ，场氧隔离区Ⅰ将2M个P阱Ⅰ分为呈镜像对称的左右各M个P阱Ⅰ，其中左侧的M个P阱Ⅰ依次记为第一P阱Ⅰ、第二P阱Ⅰ...第M P阱Ⅰ，第一P阱Ⅰ中从左至右依次设有紧挨的N+注入区Ⅰ、P+注入区Ⅰ、N+注入区Ⅱ，第二至第M P阱Ⅰ中从左至右均依次设有紧挨的P+注入区Ⅱ、N+注入区Ⅲ，每相邻的两个P阱Ⅰ之间、第M P阱Ⅰ与场氧隔离区Ⅰ之间均跨接一个P+注入区Ⅲ；

其中位于最左侧的嵌套结构单元包括2M个P阱Ⅱ，最左侧的嵌套结构单元的中间设有场氧隔离区Ⅱ，场氧隔离区Ⅱ将2M个P阱Ⅱ分为左右各M个P阱Ⅱ；场氧隔离区Ⅱ左侧的M个P阱Ⅱ依次记为第一P阱Ⅱ、第二P阱Ⅱ...第M P阱Ⅱ，场氧隔离区Ⅱ右侧的M个P阱Ⅱ依次记为第M+1 P阱Ⅱ、第M+2阱Ⅱ...第2M P阱Ⅱ，其中第一P阱Ⅱ左侧与P型衬底左侧边缘之间设有场氧隔离区Ⅲ，第一P阱Ⅱ中左至右依次设有紧挨的P+注入区Ⅳ、N+注入区Ⅳ，最左侧的嵌套结构单元中第一P阱Ⅱ右侧的结构与位于中间的N-2个嵌套结构单元中第一P阱Ⅰ右侧的结构相同；

其中位于最右侧的嵌套结构单元与位于最左侧的嵌套结构单元呈镜像对称；

每相邻的两个嵌套结构单元共用一个P阱结构，即位于左侧的嵌套结构单元的最右侧的P阱结构与位于右侧的嵌套结构单元的最左侧的P阱结构为同一P阱结构；