[实用新型]一种具有高维持电流强鲁棒性的LDMOS-SCR结构的ESD自保护器件

摘要

一种具有高维持电流强鲁棒性的LDMOS-SCR结构的ESD自保护器件，可用于片上IC高压ESD自保护电路。主要由P衬底、P阱、N阱、第一P+注入区、第一N+注入区、第二P+注入区、第三P+注入区、第二N+注入区、第一场氧隔离区、薄栅氧化层、第二场氧隔离区、第三场氧隔离区、第四场氧隔离区和多晶硅栅构成。本实用新型设计的LDMOS-SCR结构的ESD保护器件在高压ESD脉冲作用下，可分别形成寄生LDMOS-SCR结构和两个二极管与LDMOS导电沟道相连的ESD电流泄放路径，快速泄放ESD电流，提高器件触发回滞后的维持电流和失效电流、增强器件的ESD鲁棒性，适用于高压电路的ESD自保护。

主权项

一种具有高维持电流强鲁棒性的LDMOS‑SCR结构的ESD自保护器件，其包括具有两条分别由寄生LDMOS‑SCR结构和两个二极管与LDMOS导电沟道相连接的ESD电流泄放路径，以增强器件触发回滞后的维持电流和失效电流，提高器件的ESD鲁棒性，其特征在于：主要由P衬底(101)、P阱(102)、N阱(103)、第一P+注入区(104)、第一N+注入区(105)、第二P+注入区(106)、第三P+注入区(107)、第二N+注入区(108)、第一场氧隔离区(109)、薄栅氧化层(110)、第二场氧隔离区(111)、第三场氧隔离区(112)、第四场氧隔离区(113)和多晶硅栅(114)构成；在所述P衬底(101)的表面区域内从左到右依次设有所述P阱(102)和所述N阱(103)；所述P阱(102)的表面区域内从左到右依次设计所述第一场氧隔离区(109)、所述第一P+注入区(104)、所述第一N+注入区(105)、所述第二P+注入区(106)；所述第一场氧隔离区(109)的左侧边缘与所述P衬底(101)的左侧边缘相连，所述第一场氧隔离区(109)的右侧与所述第一P+注入区(104)的左侧相连，所述第一P+注入区(104)的右侧与所述第一N+注入区(105)的左侧相连，所述第一P+注入区(104)的右侧与所述第一N+注入区(105)的左侧之间可以直接相连，也可以根据ESD保护的不同需求设定场氧隔离或浅隔离槽隔离，所述第一N+注入区(105)的右侧与所述第二P+注入区(106)的左侧相连，所述第一N+注入区(105)的右侧与所述第二P+注入区(106)的左侧可以直接相连，也可以保持某一定值的横向间距，但必须保证所述第一N+注入区(105)的右侧与所述第二P+注入区(106)的左侧之间不能有场氧隔离或浅隔离槽隔离；所述N阱(103)表面部分区域内依次设有所述第二场氧隔离区(111)、所述第三P+注入区(107)、所述第三场氧隔离区(112)、所述第二N+注入区(108)和所述第四场氧隔离区(113)；所述多晶硅栅(114)覆盖在所述薄栅氧化层(110)和部分所述第二场氧隔离区(111)的表面部分区域，所述多晶硅栅(114)及其覆盖的所述薄栅氧化层(110)和所述第二场氧隔离区(111)横跨在所述P阱(102)和所述N阱(103)的表面部分区域，且所述第二P+(106)的右侧与所述多晶硅栅(114)及其覆盖的所述薄栅氧化层(110)相连，所述第二场氧隔离区(111)的右侧与所述第三P+注入区(107)的左侧相连；所述第三P+(107)的右侧与所述第三场氧隔离区(112)的左侧相连，所述第三场氧隔离区(112)的右侧与所述第二N+注入区(108)的左侧相连，所述第二N+注入区(108)的右侧与所述第四场氧隔离区(113)的左侧相连，所述第四场氧隔离区(113)的右侧与所述P衬底(101)的右侧边缘相连；所述第一P+注入区(104)与第一金属1(115)相连，所述第一N+注入区(105)与第一金属2(116)相连接，所述第二P+注入区(106)与第一金属3(117)相连接，所述多晶硅栅(114)与第一金属4(118)相连接，所述第一金属1(115)、所述第一金属2(116) 与第二金属1(122)相连，并从所述第二金属1(122)引出电极，用做器件的金属阴极，所述第一金属3(117)和所述第一金属4(118)与第一金属5(119)相连，所述第三P+注入区(107)与第一金属6(120)相连，所述第二N+(108)与所述第一金属7(121)相连，所述第一金属6(120)和所述第一金属7(121)与第二金属2(123)相连，并从所述第二金属2(123）引出电极，用作器件的金属阳极。