[发明专利]集成有静电保护电路的功率晶体管阵列结构

摘要

本发明公开了一种集成有静电保护电路的功率晶体管阵列结构，通过对功率晶体管的单元结构一的漏区的部分区域段替换层P+区能够实现由SCR形成的静电保护电路的嵌入，SCR的栅极和单元结构一的栅极不相连接，且SCR的栅极和单元结构一的源极连接；本发明能在不影响功率晶体管阵列的性能和不改变工艺的前提下提高功率晶体管阵列的静电保护能力，能有效降低可控硅晶闸管的误触发现象，从而能扩大功率晶体管阵列的安全工作范围。同时本发明通过将SCR的栅极结构设置为向漏区侧凹陷并在源区侧的体区中注入P+区，能够进一步的降低可控硅晶闸管的误触发现象以及扩大功率晶体管阵列的安全工作范围。

主权项

一种集成有静电保护电路的功率晶体管阵列结构，其特征在于：在硅衬底上形成有深N阱，整个功率晶体管阵列形成于所述深N阱中，所述功率晶体管的单元结构一包括：P型体区，所述P型体区形成于所述深N阱中；N阱，所述N阱形成于所述深N阱中并和所述P型体区相隔一段距离；漏区，由形成于所述N阱中的N+区组成；在所述漏区和所述P型体区之间形成有场氧层，所述漏区和所述场氧层自对准；源区，由形成于所述P型体区中的N+区组成；体区引出区，由形成于所述P型体区中的P+区组成；栅极结构，由形成于所述硅衬底表面的栅介质层以及多晶硅栅组成，所述栅极结构覆盖部分所述P型体区，被所述栅极结构所覆盖的所述P型体区表面用于形成沟道；所述栅极结构的第一侧和所述源区自对准，所述栅极结构的第二侧向所述漏区方向延伸并延伸到所述漏区和所述P型体区之间的所述场氧层表面上；所述源区、所述体区引出区侧面相接触并分别通过接触孔和作为源极的顶层金属连接；所述漏区通过接触孔和作为漏极的顶层金属连接；所述多晶硅栅通过接触孔和作为第一栅极的顶层金属连接；在俯视面上，各所述单元结构一的所述P型体区、所述源区、所述体区引出区、所述栅极结构、所述N阱和所述漏区都呈互相平行的条形结构，两个相邻的所述单元结构一共用一个所述P型体区、所述源区、所述体区引出区，两个相邻的所述单元结构一共用一个所述N阱和所述漏区；所述静电保护电路为由形成于所述功率晶体管阵列的可控硅晶闸管组成，所述静电保护电路的单元结构二由所述功率晶体管的单元结构一做如下变换得到：将所述单元结构一的呈条形结构的所述漏区的一段或多段区域中的N+区替换成P+区组成所述单元结构二的漏区，令所述单元结构二的漏区中的P+区为漏区P+区，所述漏区P+区域也通过接触孔和作为所述漏极的顶层金属连接；由所述单元结构二的源区、P型体区、深N阱、N阱和所述漏区P+区组成NPNP结构的可控硅晶闸管；所述单元结构二的所述源区、所述体区引出区也分别通过接触孔和作为所述源极的顶层金属连接；所述单元结构二的所述多晶硅栅通过接触孔和作为第二栅极的顶层金属连接；所述第一栅极和所述第二栅极不相连接，且所述第二栅极和所述源极连接；在俯视面上，所述单元结构二为一个以上，两个相邻的所述单元结构二共用一个所述P型体区、所述源区、所述体区引出区，两个相邻的所述单元结构二共用一个所述N阱和所述漏区；和所述单元结构一相邻接的所述单元结构二和其邻接的所述单元结构一共用一个所述P型体区、所述源区、所述体区引出区。