[实用新型]一种低残压低容值的ESD器件

说明书

本实用新型公开的属于半导体器件技术领域，具体为一种低残压低容值的ESD器件，包括N衬底、埋层和P‑外延，所述N衬底背面设有背面金属层，所述P‑外延顶部形成第一低容二极管、第二低容二极管、SCR管和穿通型钳位TVS管，所述第一低容二极管的阳极与SCR管的阴极电性连接，所述第一低容二极管的阴极与所述第二低容二极管的阴极电性连接形成第一端口IO1，所述SCR管的阳极与所述穿通型钳位TVS管的阴极电性连接形成第二端口IO2，本实用新型有益效果是：通过第一Nwell层、外延P区和衬底形成的NPN结构实现IO‑GND之间的穿通击穿，从而实现了2.5V、3.3V击穿特性，有效解决原有低容产品残压偏高问题。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种低残压低容值的ESD器件。

背景技术

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。

现有技术存在以下不足：现有的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之间折中就尤为重要，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。

因此，实用新型一种低残压低容值的ESD器件很有必要。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种低残压低容值的ESD器件，通过通结构创新有效解决低容结构中残压问题，以解决克服高速接口ESD保护难以通过的缺陷的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种低残压低容值的ESD器件，包括N衬底、埋层和P-外延，所述N衬底背面设有背面金属层，所述P-外延顶部形成第一低容二极管、第二低容二极管、SCR管和穿通型钳位TVS管，所述第一低容二极管的阳极与SCR管的阴极电性连接，所述第一低容二极管的阴极与所述第二低容二极管的阴极电性连接形成第一端口IO1，所述SCR管的阳极与所述穿通型钳位TVS管的阴极电性连接形成第二端口IO2，所述穿通型钳位TVS管的阳极与所述第二低容二极管的阳极通过封装打线与背面所述金属层连接形成第三端口GND。

优选的，所述SCR管为PNPN结构的低残压器件，差模电流泄放由所述第二端口IO2经过SCR管与所述第一低容管到达第一端口IO1，所述穿通型钳位TVS管为NPN结构的钳位型低容器件，共模保护由所述第二端口IO2端口经过穿通型钳位TVS管到达所述第三端口GND。

优选的，所述P-外延上分别设有Nwell层、NPlus层和PPlus层，所述Nwell层包括第一Nwell层、第二Nwell层和第三Nwell层，所述NPlus层包括第一NPlus层、第二NPlus层、第三NPlus层和第四NPlus层，所述PPlus层包括第一PPlus层、第二PPlus层和第三PPlus层；

所述第一PPlus层为SCR管的阳极，所述第二NPlus层为SCR管的阴极，所述第二PPlus层为所述第一低容二极管的阳极，所述第三NPlus层为所述第一低容二极管的阴极，所述第一Nwell层、P-外延与N+衬底共同构成低残压TVS管，所述第三PPlus层为所述第二低容二极管的阳极，所述第三NPlus层为第二低容二极管的阴极。