[发明专利]一种PMOS触发并箝拉内部电压的SCR型ESD防护器件

说明书

本发明涉及一种PMOS触发并箝拉内部电压的SCR型ESD防护器件，针对SCR结构，在N阱中添加PMOS结构，并将PMOS漏端与P阱相连接，在正向ESD脉冲下，PMOS较反向PN结更早击穿，并通过漏端P+将电流传递到P阱，抬高P阱电位，使寄生NPN管更快开启，降低器件触发电压；另外器件内部增加了可以箝拉内部电压的新寄生晶体管，抑制正反馈机制，使器件的维持电压得到提高。

技术领域

本发明涉及一种PMOS触发并箝拉内部电压的SCR型ESD防护器件，属于集成电路的静电放电技术领域。

背景技术

静电放电(electrostatic discharge,ESD)是指当两种带不同电荷的物体相互靠近或者接触时，两者之间的介质被击穿，形成了瞬态的电荷转移。日常生活中的ESD事件由于其电量低、作用时间短、能量小的特点，一般不会对人体造成伤害。然而在集成电路中，很多不被人体感知的ESD事件就足以对一些电子元器件造成损伤。芯片在制造、封装、测试、运输以及使用过程中，都有可能面对ESD的冲击，如果没有在芯片中添加ESD防护模块，芯片极易被打坏。随着集成电路制造工艺的不断发展，晶体管尺寸越来越小、栅氧化层变薄等一系列工艺上的变化使得ESD很容易对芯片造成伤害，发生如PN结二次击穿、栅氧化层击穿、金属线熔断等失效现象。

SCR器件由于具有较好的ESD泄放能力，已广泛应用在功率器件中ESD防护结构当中。但SCR结构却普遍存在着一些致命问题：SCR结构的开启触发电压太高，SCR结构器件由于存在NPN和PNP正反馈作用，维持电压很低。对于高压ESD器件来说，既要有高于内部电路工作电压的维持电压，又要有低于内部器件栅氧击穿的触发电压，同时还要满足高鲁棒性。这就导致了高压ESD器件的工作窗口非常小，当前大部分高压ESD防护器件已经很难满足这种要求，因此探索更多的ESD保护器件和防护结构至关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种PMOS触发并箝拉内部电压的SCR型ESD防护器件，在ESD脉冲下，器件的触发电压得到降低，同时器件的维持电压得到增加，ESD工作窗口减小，保证器件工作稳定性。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种PMOS触发并箝拉内部电压的SCR型ESD防护器件，包括P衬底、N阱、P阱、第一N+注入区、第一P+注入区、第二P+注入区、第三P+注入区、第二N+注入区、第三N+注入区、第四P+注入区、第一场氧隔离区、第二场氧隔离区、第三场氧隔离区、第四场氧隔离区、第五场氧隔离区、第一多晶硅栅、第一薄栅氧化层、第二多晶硅栅、第二薄栅氧化层、第一金属件、第二金属件、第三金属件、第四金属件、第五金属件、第六金属件、第七金属件、第八金属件、第九金属件、第十金属件、第十一金属件、第十二金属件、阳极电极、阴极电极；其中，第一多晶硅栅两侧间的间距与第一薄栅氧化层两侧间的间距相等，第一多晶硅栅覆盖设置于第一薄栅氧化层上表面，且第一多晶硅栅的两侧分别与第一薄栅氧化层的两侧相对应；第二多晶硅栅两侧间的间距与第二薄栅氧化层两侧间的间距相等，第二多晶硅栅覆盖设置于第二薄栅氧化层上表面，且第二多晶硅栅的两侧分别与第二薄栅氧化层的两侧相对应；N阱(11)和P阱(12)相邻设置于P衬底(10)上表面，N阱(11)与P阱(12)之间彼此相对的侧面相对接，且N阱(11)上表面与P阱(12)上表面相平齐，N阱(11)上背向P阱(12)的侧面与P衬底(10)上的一侧面相平齐，且P阱(12)上背向N阱(11)的侧面与P衬底(10)上的一侧面相平齐；