[实用新型]一种低残压低容值的ESD器件

说明书

本实用新型公开了一种低容值低残压ESD保护器件，由两个低容二极管(D1、D2)、一个SCR管和一个穿通型钳位TVS构成三端器件，第一降容管D1的阳极与SCR管的阴极相连，D1管的阴极与D2的阴极相连形成第一端口IO1，T1的阳极与TVS管的阴极形成第二端口IO2，TVS的阳极与D2的阳极构成第三端口GND。本实用新型通过将SCR管结构与降容管的集成，实现了低容低残压保护，器件结构上利用SCR管的半骤回特性有效降低了器件的残压，并通过高阻外延层降低了器件的结电容。

技术领域

本实用新型属于半导体器件技术领域，涉及一种低残压低容值的ESD器件。

背景技术

随着特征尺寸的进一步降低，IC对ESD(静电阻抗器)更加敏感，而且耐压也大幅降低。当前大部分ESD保护产品一般采用R2R+Zener的方式来实现低容ESD保护，然而由于残压问题导致IC过早的被静电打坏，使得ESD 防护无法达到测试要求。特别是针对Type C接口，既要求容值要低，又要求 ESD保护产品的残压也要非常低。

目前HDMI2.0、Type C接口保护一般都采用差共模方式进行保护，具有骤回特性的产品会更容易通过ESD测试，IO-GND之间的骤回电压太低(低于工作电压)容易形成续流烧而将保护器件烧坏，因此在低残压和维持电压 (VH)之间折中就尤为重要。

因此，现有的产品中电容满足要求，而残压无法达到保护要求，又或者残压降低了电容无法满足。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题在于提供一种低残压低容值的ESD器件，通过结构创新有效解决低容结构中残压问题，克服高速接口ESD保护难以通过的缺陷。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种低容值低残压的ESD器件，包括N衬底、埋层和P-外延，其中N 衬底背面设有背面金属层，在P-外延上形成两个低容二极管D1、D2、一个 SCR管T1和一个穿通型钳位TVS管T2；

其中，第一低容二极管D1的阳极与SCR管T1的阴极相连接，第一低容二极管D1的阴极与第二低容二极管D2的阴极相连接形成第一端口IO1； SCR管T1的阳极与穿通型钳位TVS管T2的阴极相连接形成第二端口IO2；穿通型钳位TVS管T2的阳极与第二低容二极管D2的阳极通过封装打线与背面金属层连接构成第三端口GND。

所述的SCR管T1为低残压器件，差模电流泄放由第二端口IO2经过SCR 管T1与第一低容管D1到达第一端口IO1；

所述的穿通型钳位TVS管T2为钳位型低容器件，共模保护由第二端口 IO2端口经穿通型钳位TVS管T2到达第三端口GND，实现低容钳位保护。

所述P-外延上分别设有Nwell层、NPlus层和PPlus层；

Nwell层包括第一Nwell层、第二Nwell层和第三Nwell层；NPlus层包括第一NPlus层、第二NPlus层、第三NPlus层和第四NPlus层；

PPlus层包括第一PPlus层、第二PPlus层和第三PPlus层；

其中，第一PPlus层为SCR管T1的阳极，第二NPlus层为SCR管T1 的阴极；

第二PPlus层为第一低容二极管D1的阳极，第三NPlus层为第一低容二极管D1的阴极；

第一Nwell层、P-外延与N+衬底共同构成低残压TVS管T2；

第三PPlus层为第二低容二极管D2的阳极，第三NPlus层为第二低容二极管D2的阴极。