[发明专利]一种LDMOS触发的可编程单向保护器件

说明书

本发明涉及一种LDMOS触发的可编程单向保护器件，属于功率半导体技术领域。该单向保护器件通过一个由LDNMOS和NPNP晶闸管组成的负向保护结构提供电话线上负向浪涌保护；或者通过一个由LDPMOS和PNPN晶闸管组成的正向保护结构提供电话线上正向浪涌保护，避免了SLIC受到雷电等因素造成的浪涌冲击而损坏整机系统。另外，与已有的半导体抗浪涌保护器件相比，本发明LDMOS工艺与晶闸管工艺兼容，可单片集成；且LDMOS为单极型器件，相比使用三极管，功耗更低，开关速度也更快，利于该保护器件对浪涌更快响应且实现有效防护，此外，LDMOS有较好的温度特性，可防止热耗散的影响。

技术领域

本发明属于功率半导体技术领域，具体涉及一种LDMOS触发的可编程单向保护器件。

背景技术

半导体抗浪涌保护器件主要用于保护SLIC(Subscriber Line InterfaceCircuit，用户线接口电路)免受因雷电等在电话线上造成并传输的浪涌过电压干扰，提高整机系统性能，避免系统出现误动作甚至损坏。传统的抗浪涌保护器件有气体放电管和压敏电阻，之后更广泛使用的有瞬态电压抑制器(TVS)和半导体保护器件。但是此类已有的抗浪涌保护器件只能实现固定电压保护，存在一定局限性。

现有的半导体可编程单向抗浪涌保护结构基于四层晶闸管结构的原理，可实现单向保护，其利用两个独立NPN控制三极管分别与两个NPNP晶闸管连接提供负向浪涌保护，两个独立PNP控制三极管分别与两个PNPN晶闸管连接提供正向浪涌保护，结构如图1所示。但该结构也存在一定问题，三极管由于是双极型器件，开关速度较慢，频率低，导通电阻较大使得功耗较高，且电流放大系数β易受温度影响。对于保护器件整体而言将表现出响应速度慢、温度特性差、功耗大等不良特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种LDMOS触发的可编程单向保护器件。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种LDMOS触发的可编程单向保护器件，包括第一LDNMOS、第一NPNP晶闸管、第二LDNMOS和第二NPNP晶闸管，其中第一LDNMOS的源极连接第一NPNP晶闸管的P型栅极，第一LDNMOS的漏极连接第一NPNP晶闸管的阳极；第二LDNMOS的源极连接第二NPNP晶闸管的P型栅极，第二LDNMOS的漏极连接第二NPNP晶闸管的阳极；

第一LDNMOS的栅极和第二LDNMOS的栅极相连作为单向保护器件的第一栅极，并接外部SLIC负电源电压；第一LDNMOS的漏极、第一NPNP晶闸管的阳极、第二LDNMOS的漏极和第二NPNP晶闸管的阳极共同接地；第一NPNP晶闸管的阴极连接信号传输电话线Tip，第二NPNP晶闸管的阴极连接信号传输电话线Ring。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，在N型硅单晶上形成第一NPNP晶闸管、第一LDNMOS、第二LDNMOS和第二NPNP晶闸管；所述第二LDNMOS和第二NPNP晶闸管与所述第一LDNMOS和第一NPNP晶闸管对称设置。

进一步的，所述第一NPNP晶闸管包括由下至上依次层叠设置的第一背面阳极金属、N型硅单晶和正面金属结构；

其中，N型硅单晶的底层由下至上依次层叠设置有重掺杂P型阳极接触区和P型阳极区，所述重掺杂P型阳极接触区位于第一背面阳极金属的上表面；

N型硅单晶的顶层中具有P型基区和P型隔离区，P型隔离区间隔位于P型基区的两侧，且位于P型阳极区的上表面，形成第一隔离区；

P型基区的顶层间隔设置有多个重掺杂N型阴极区，多个重掺杂N型阴极区之间的间隙为P型基区形成的第一短路孔；

正面金属结构包括第一正面阴极金属和第一正面金属，所述第一正面阴极金属位于重掺杂N型阴极区和所述第一短路孔上，第一正面金属位于所述P型基区上。