[发明专利]一种PMOS触发LDMOS-SCR结构的高维持电压ESD保护器件

摘要

一种PMOS触发LDMOS‑SCR结构的高维持电压ESD保护器件，可用于片上IC高压ESD保护电路。主要由P衬底、N阱、P阱、第一P+注入区、第二P+注入区、N+注入区、第三P+注入区、第四P+注入区、金属阳极、金属阴极、多晶硅栅、薄栅氧化层和若干场氧隔离区构成。该LDMOS‑SCR结构的ESD保护器件在高压ESD脉冲作用下，一方面由第三P+注入区、第二多晶硅栅及其覆盖的薄栅氧化层、N阱、第四P+注入区构成的PMOS泄放路径，提高器件的维持电压、降低器件的触发电压；另一方面由所述第四P+注入区、所述N阱、所述P阱、所述第二P+注入区构成一条PNPN结构的ESD电流泄放路径，以提高器件的二次失效电流、增强器件的ESD鲁棒性。

主权项

1.一种PMOS触发LDMOS-SCR结构的高维持电压ESD保护器件，其包括具有内嵌PMOS结构的ESD电流触发路径和LDMOS-SCR结构的ESD电流泄放路径，以增强器件的ESD鲁棒性，提高维持电压，其特征在于：主要由P衬底(101)、N阱(102)、P阱(103)、第一P+注入区(104)、第二P+注入区(105)、第一N+注入区(106)、第三P+注入区(107)、第四P+注入区(108)、第二N+注入区(109)、第一场氧隔离区(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)、第五场氧隔离区(114)和第一多晶硅栅(115)及其覆盖的第一薄栅氧化层(117)、第二多晶硅栅(116)及其覆盖的第二薄栅氧化层(118)构成；在所述P衬底(101)的表面区域从左到右依次设有所述P阱(103)和所述N阱(102)，所述第一多晶硅栅(115)和所述第一薄栅氧化层(117)横跨在所述P阱(103)和所述N阱(102)的表面部分区域上；所述P阱(103)的表面部分区域从左到右依次设有所述第一场氧隔离区(110)、所述第一P+注入区(104)、所述第二场氧隔离区(111)、所述第二P+注入区(105)、所述第三场氧隔离区(112)、所述第一N+注入区(106)，所述第一场氧隔离区(110)的左侧与所述P阱(103)的左侧边缘相连，所述第一P+注入区(104)的左侧与所述第一场氧隔离区(110)的右侧相连，所述第一P+注入区(104)的右侧与所述第二场氧隔离区(111)的左侧相连，所述第二P+注入区(105)的左侧与所述第二场氧隔离区(111)的右侧相连，所述第二P+注入区(105)的右侧与所述第三场氧隔离区(112)的左侧相连，所述第一N+注入区(106)的左侧与所述第三场氧隔离区(112)的右侧相连，所述第一N+注入区(106)的右侧与所述第一薄栅氧化层(117)的左侧相连，所述第四场氧隔离区(113)的左侧与所述第一薄栅氧化层(117)的右侧相连，所述第一多晶硅栅(115)部分覆盖在所述第一薄栅氧化层(117)和部分所述第四场氧隔离区(113)的表面；在所述N阱(102)的表面区域从左到右依次设有所述第四场氧隔离区(113)、所述第三P+注入区(107)、所述第二多晶硅栅(116)、所述第二薄栅氧化层(118)、所述第四P+注入区(108)、所述第二N+注入区(109)、所述第五场氧隔离区(114)，所述第三P+注入区(107)的左侧与所述第四场氧隔离区(113)的右侧相连，所述第三P+注入区(107)的右侧与所述薄栅氧化层(118)的左侧相连，所述第四P+注入区(108)的左侧与所述第二薄栅氧化层(118)的右侧相连，所述第二多晶硅栅(116)覆盖在所述第二薄栅氧化层(118)的表面，所述第四P+注入区(108)的右侧与所述第二N+注入区(109)的左侧相连，所述第二N+注入区(109)的右侧与所述第五场氧隔离区(114)的左侧相连，第五场氧隔离区(114)的右侧与所述N阱(102)的右侧边缘相连；所述第一P+注入区(104)与第一金属1(119)相连接，所述第二P+注入区(105)与第二金属1(120)相连接，所述第一N+注入区(106)与第三金属1(121)相连接，所述第一多晶硅栅(115)与第四金属1(122)相连接，所述第三P+注入区(107)与第五金属1(123)相连接，所述第二多晶硅栅(116)与第六金属1(125)相连，所述第四P+注入区(108)与第七金属1(126)相连，所述第二N+注入区(109)与第八金属1(127)相连，所述第一金属1(119)与所述第五金属1(123)分别与第九金属1(124)相连，所述第二金属1(120)、所述第三金属1(121)、所述第四金属1(122)均与第一金属2(128)相连，并从所述第一金属2(128)引出一电极(129)，用作器件的金属阴极，所述第六金属1(125)、所述第七金属1(126)、所述第八金属1(127)分别与第二金属2(130)相连，并从所述第二金属2(130)引出一电极(131)，用作器件的金属阳极。