[发明专利]一种冷备份电路的ESD保护结构及制备方法

说明书

本发明公开了一种冷备份电路的新型ESD保护结构及制备方法，其中，该结构包括：P型衬底、P型衬底接触、叉指栅、MOS管源区、MOS管漏区、ESD注入层、第一连接接触孔、第二连接接触孔、第三连接接触孔、第四连接接触孔和硅化金属阻挡层。本发明在解决未接电的备份电路功耗过大，性能退化快的问题的同时，解决冷备份电路的高效率ESD保护的问题。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，尤其涉及一种冷备份电路的ESD保护结构及制备方法。

背景技术

集成电路处于空间应用，备份电路处于上电状态时会随着工作电路处于电路环境中而出现快速的性能退化，冷备份电路应用于系统未上电不工作的部分，可以解决未接电的备份电路和系统可能导致的总线逻辑操作失误以及系统功耗过大的问题。冷备份电路的设计主要涉及到两部分的设计，一是，IO单元的驱动级BUFFER，而另一个非常重要的设计部分就是ESD保护电路，本发明主要涉及的是ESD保护电路部分的设计。

常规标准IO单元的ESD保护主要为输入输出端口PAD到地GND和PAD到电源VDD的保护，PAD到GND的保护结构使用GGNMOS结构，PAD到VDD的保护结构使用GDPMOS结构。而GDPMOS结构位于NWELL中，所以PAD端到VDD存在一个很大的寄生二极管，当PAD端接高电平而VDD为零偏压时，只要超过正向二极管的导通电压，该寄生二极管会开启，形成一个漏电通路，存在大的漏电流。因此切断该寄生二极管通路，保证PAD端接高电平而VDD为零偏压时没有漏电通路是冷备份电路的目的和实现手段。目前具有冷备份功能的IO单元ESD保护的主流设计是直接删除PAD到VDD之间的GDPMOS管，只保留PAD端到GND的GGNMOS保护结构，使正脉冲保护只能依靠GGNMOS的源、漏和衬底之间形成的PN结被反向击穿，这样做虽然保证了IO单元的冷备份功能，却是以牺牲整体电路ESD保护网络的完整性为代价的，保护作用并不十分可靠，甚至可能大幅度地减弱整体电路的ESD保护能力。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种冷备份电路的ESD保护结构及制备方法，在解决未接电的备份电路功耗过大，性能退化快的问题的同时，解决冷备份电路的高效率ESD保护的问题。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种冷备份电路的ESD保护结构，其特征在于包括：P型衬底、P型衬底接触、叉指栅、MOS管源区、MOS管漏区、ESD注入层、第一连接接触孔、第二连接接触孔、第三连接接触孔、第四连接接触孔和硅化金属阻挡层；其中，P型衬底上形成P型衬底接触，在P型衬底形成叉指栅，叉指栅位于P型衬底接触的内部；叉指栅包括若干条栅，在叉指栅的每条栅的两侧分别形成MOS管源区和MOS管漏区；ESD注入层覆盖于叉指栅、MOS管源区和MOS管漏区；硅化金属阻挡层覆盖MOS管漏区但不包括设置第三连接接触孔的区域；叉指栅开设有第一连接接触孔，MOS管源区开设有第二连接接触孔，MOS管漏区开设有第三连接接触孔，P型衬底接触开设有第四连接接触孔；P型衬底接触通过第四连接接触孔与其它导电层连接，最终连接至电源VDD；MOS管源区通过第二连接接触孔连接至其它导电层，最终连接至电源VDD；MOS管漏区通过第三连接接触孔连接至其它导电层，最终连接至PAD端；叉指栅(204)通过第一连接接触孔与其它导电层连接，最终连接至地。

上述冷备份电路的ESD保护结构中，所述第一连接接触孔的数量为多个，多个第一连接接触孔按列并行排列。

上述冷备份电路的ESD保护结构中，所述第二连接接触孔的数量为多个，多个第二连接接触孔按行并行排列。

上述冷备份电路的ESD保护结构中，所述第三连接接触孔的数量为多个，多个第三连接接触孔按行并行排列。

上述冷备份电路的ESD保护结构中，所述第四连接接触孔的数量为多个，多个第四连接接触孔按行并行排列。