[发明专利]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

权利要求书

1.一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。

2.如权利要求1所述的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，其特征在于：所述金属阳极、由所述第三P+注入区(107)和所述N阱(103)构成一寄生二极管D1，由所述多晶硅栅(114)及其覆盖的栅薄氧化层(110)和所述P阱(102)之间构成LDMOS导电沟道，由所述第二P+注入区(106)与所述第一N+注入区(105)构成另一寄生二极管D2，由所述寄生二极管D1、所述LDMOS导电沟道和所述寄生二极管D2构成的ESD电流泄放路径，可以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。

3.如权利要求1所述的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，其特征在于：所述多晶硅栅(114)及其覆盖的所述薄栅氧化层(110)与所述P阱(102）相连接表面的横向长度可以根据不同ESD设计窗口的需求灵活调节，以满足多种场合的高压ESD保护需求。