[发明专利]SCR结构及其构成的ESD保护结构

说明书

本发明公开了一种SCR结构包括：第一P阱、第二P阱、第一N阱和第二N阱由左至右交替排布在衬底上部；第一P阱上部设有第一P型重掺杂区，第一P型重掺杂区右侧第一P阱中设有第一N型重掺杂区，第一N型重掺杂区右侧第一P阱中设有第二N型重掺杂区，多晶硅栅设置在第一和第二N型重掺杂区之间的第一P阱上方；第一N阱上部设有第三N型重掺杂区，第三N型重掺杂区右侧第一N阱中设有第二P型重掺杂区；第二P阱上部设有第四N型重掺杂区，第四N型重掺杂区右侧第二P阱中设有第三P型重掺杂区；第二N阱上部设有第四P型重掺杂区，第四P型重掺杂区右侧第二N阱中设有第五N型重掺杂区。本发明还提供了一种具有所述SCR结构的ESD保护结构。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种SCR结构。本发明还涉及一种具有所述SCR结构的ESD保护结构。

背景技术

静电是一种客观的自然现象，产生的方式多种，如接触、摩擦、电器间感应等。静电的特点是长时间积聚、高电压、低电量、小电流和作用时间短的特点。静电在多个领域造成严重危害。摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大危害，常常造成电子电器产品运行不稳定，甚至损坏。ESD是20世纪中期以来形成的以研究静电的产生、危害及静电防护等的学科，国际上习惯将用于静电防护的器材统称为ESD。

SCR结构(可控硅)作为ESD保护器件有两个缺点：一是开启电压高，不方便调节；二是维持电压低，有较大latch-up风险。为了提高SCR的应用范围和降低风险，常常需要对SCR结构进行优化，实现开启电压的可调节和提高维持电压。前常用的一种方法是静电端只接P型重掺杂区而断开N阱，而N阱通过串联的正向二级管(diode)连接到地。该现有结构的第一ESD通路是通过SCR的P型重掺杂区/N阱二级管(diode)后，再通过串联的正向二级管(diode)到GND。该现有结构可通过串联二级管(diode)的数量来调节SCR的开启电压和维持电压。

该现有结构有以下几个缺点：

1、全部是由正向二级管(diode)的开启来触发，因此击穿电压较低，比较适合用在3.3V以下的应用。

2、在高温环境下，正向二级管(diode)的漏电会明显增大，增加功耗。

3、无法实现双向保护。因为N阱没有接到静电端，从GND到静电端只能通过SCR的P型重掺杂区(P型重掺杂区)/N阱反向结放电，ESD保护能力较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种SCR结构。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种具有双向保护功能，能提高维持电压，能调节开启电压具有所述SCR结构的ESD保护结构。

为解决上述技术问题,本发明提供的SCR结构包括：在SCR一侧形成有一MOS，在SCR另一侧形成有一逆止器件。

其中，所述MOS为NMOS，所述逆止器件是二极管。

其中，所述SCR结构包括：第一P阱PW1、第二P阱PW2、第一N阱NW1、第二N阱NW2、多晶硅栅G、第一～第四P型重掺杂区P+1～P+4和第一～第五N型重掺杂区N+1～N+5；

第一P阱PW1、第二P阱PW2、第一N阱NW1和第二N阱NW2由左至右交替排布在衬底上部；

第一P阱PW1上部设有第一P型重掺杂区P+1，第一P型重掺杂区P+1右侧第一P阱PW1中设有第一N型重掺杂区N+1，第一N型重掺杂区N+1右侧第一P阱PW1中设有第二N型重掺杂区N+2，多晶硅栅G设置在第一N型重掺杂区N+1和第二N型重掺杂区N+2之间的第一P阱PW1上方；

第一N阱NW1上部设有第三N型重掺杂区N+3，第三N型重掺杂区N+3右侧第一N阱NW1中设有第二P型重掺杂区P+2；