[发明专利]改善静电导通均匀性的多叉指型MOSFET结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种静电保护器件结构，特别是涉及一种改善静电导通均匀性的多叉指型MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应管)结构。

背景技术

金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)作为一种成熟并普遍应用的静电泄放器件，一直以来都受到静电保护设计工程师的关注。MOSFET作为静电泄放器件时，碰撞电离产生衬底电流，衬底电流与衬底电阻的乘积达到寄生三极管的基极—发射极开启电压时，寄生的三极管开启导通，从而利用寄生三极管较大的电流泄放能力进行静电泄放。通常，为了达到一定的静电保护能力，如人体模式2千伏特，大约需要能承受1.5安培的静电泄放电流，因此需要比较大尺寸的MOSFET。大尺寸的MOSFET一般被画成多叉指型结构。图1-3分别是现有的多叉指型MOSFET结构的等效电路图、横截面示意图和版图结构示意图。如图1所示，当碰撞电离产生的衬底电流与衬底电阻Rwell-a、Rwell-b、Rwell-c和Rwell-d的乘积达到对应的寄生三极管BJT-a、BJT-b、BJT-c和BJT-d的基极-发射极开启电压时，对应的寄生三极管BJT-a、BJT-b、BJT-c和BJT-d开启导通，进行静电泄放。从图2所示的现有MOSFET的横截面示意图中可以看出，现有的多叉指型结构各叉指的寄生衬底电阻阻值大小不等，靠近多叉指型MOSFET两侧的叉指其寄生衬底电阻较小，即Rwell-a<Rwell-b<Rwell-c<Rwell-d。不同的寄生衬底电阻会导致多叉指型结构MOSFET的各叉指导通不均匀，通常处在中间的叉指更容易开启导通。先开启的叉指可能在其它叉指开启导通之前便损坏，从而影响多叉指型MOSFET结构的静电保护能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改善静电导通均匀性的多叉指型MOSFET结构，它能使多叉指型MOSFET的各叉指同时开启导通，改善多叉指型MOSFET结构的静电保护性能。

为解决上述技术问题，本发明的改善静电导通均匀性的多叉指型MOSFET结构，将多叉指型MOSFET的各个叉指的本地衬底短接在一起，并将短接在一起的本地衬底悬空，当其中任意一个叉指达到开启电压时，其他所有叉指也达到开启电压。

由于采用本发明的结构，能使多叉指型MOSFET结构的各叉指同时开启导通，这样就避免出现由于开启导通的不均匀，先开启的叉指可能在其它叉指开启导通之前便损坏。因此，采用本发明的结构，可以改善MOSFET结构的静电保护性能。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有的多叉指型MOSFET结构静电保护等效电路示意图；

图2是现有的多叉指型MOSFET结构横截面示意图；

图3是现有的多叉指型MOSFET结构版图示意图；

图4是本发明的多叉指型MOSFET结构静电保护等效电路示意图；

图5是本发明的多叉指型MOSFET结构横截面示意图；

图6是本发明的多叉指型MOSFET结构版图示意图一；

图7是本发明的多叉指型MOSFET结构版图示意图二。

具体实施方式

本发明所述的多叉指型MOSFET结构，将多叉指型MOSFET的各个叉指的本地衬底短接在一起，并将短接在一起的本地衬底悬空。如图4和图5所示，当其中任意一个叉指达到开启电压时，其他所有叉指也同时达到开启电压。

图6和图7分别是本发明采用的两种实施方式。其中，图6是在N型MOSFET结构的漏端开孔并插入P型注入，作为本地衬底，并将所有叉指本地衬底通过金属线短接在一起，且短接后悬空，从而改善静电泄放护时的导通均匀性。图7是在N型MOSFET结构的漏端插入P型注入条，作为本地衬底，并将所有叉指本地衬底通过金属线短接在一起，且短接后悬空，从而改善静电泄放时的导通均匀性。

图6和图7所示版图结构也完全适用于P型MOSFET结构。只是在相应的漏端开孔插入N型注入作为本地衬底，并将所有叉指本地衬底通过金属线短接在一起，且短接后悬空，从而改善静泄放护时的导通均匀性。或在漏端插入N型注入条，作为本地衬底，并将所有叉指本地衬底通过金属线短接在一起，且短接后悬空，从而改善静泄放护时的导通均匀性。