[实用新型]一种高维持电压NPNPN型双向可控硅静电防护器件

说明书

本实用新型公开了一种高维持电压NPNPN型双向可控硅静电防护器件，包括P型衬底；P型衬底中设有N型埋层；N型埋层上设有第一N型深阱、高压N阱、第二N型深阱；高压N阱上设有第一N阱、第一P阱、第二N阱、第二P阱、第三N阱、第三P阱和第四N阱；第一P阱内设有第一P+注入区、第一N+注入区、第二N+注入区；第三P阱内设有第三N+注入区、第四N+注入区、第二P+注入区。本实用新型在两个N阱之间加入一个P阱，P阱的厚度刚好与左右两边的N阱耗尽而形成具有一定电阻的通路，能够使得双向SCR结构在雪崩击穿导通后具有一个较高的维持电压，有效的防止静电释放器件在导通后因维持电压低而锁住的问题。

技术领域

本实用新型涉及静电防护领域，特别涉及一种高维持电压NPNPN型双向可控硅静电防护器件。

背景技术

静电放电（Electro-Static Discharge，ESD）是集成电路在制造、封装、测试、输运、装配和使用过程中不可避免的现象。产生静电放电有内在因数和外在因数，因静电在集成电路失效的各种原因中占到了58%，对集成电路的可靠性构成了严重威胁。根据静电放电产生的原因及其对集成电路放电方式不同，静电放电通常分为以下四种模式：HBM(人体放电模式)，MM(机器放电模式)，CDM（组件充电放电模式），FIM（电场感应模式）。其中，HBM和MM模式是最常见的也是最为关心的两种静电模式。通常，ESD保护器件的设计需要考虑两个方面的问题：一是ESD保护器件要能够泄放大电流；二是ESD保护器件要能在芯片受到ESD冲击时能及时导通钳位电压在安全水平。

可控硅器件（Silicon Controlled Rectifier，SCR）是芯片内ESD防护的常规器件结构，但它不是CMOS工艺中的标准器件。它与二极管、三极管、场效应晶体管相比，因其自身的正反馈机制而具有电流泄放能力强、单位面积泄放效率高、导通电阻小、鲁棒性强、防护级别高的优点，能够在半导体平面工艺上以较小的芯片面积达成较高的静电防护等级。双向可控硅器件（Bidirectional SCR，BSCR）是一种紧凑型ESD防护器件，它能够在正向和反向两个方向对电压进行箝位。它可用于传输高于或低于地电平信号的输入/输出（I/O）引脚的静电防护，例如，通信芯片的数据总线。

NPNPN型双向SCR器件在芯片上应用时，另一个需要考虑的是器件维持电压问题。NPNPN型双向SCR器件导通因强导通使得维持电压很低，在电路正常工作时可能会因静电使得导通后无法关断，使得电路端口维持一个很低的电压，影响内核电路工作。图1为一种典型的NPNPN型双向SCR剖面图，其等效电路图如图2所示，其等效电路图是对称的。在阳极上加正的静电脉冲（正向）和在阳极上加负的静电脉冲（反向），两种情况下的ESD特性相同。

从上述分析可知，BSCR器件要在芯片上应用，要解决静电防护器件的维持电压低问题，以防止泄放器件导通后锁住问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单的高维持电压NPNPN型双向可控硅静电防护器件。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种高维持电压NPNPN型双向可控硅静电防护器件，P型衬底；所述P型衬底中设有N型埋层；所述N型埋层上从左到右依次设有第一N型深阱、高压N阱、第二N型深阱；所述高压N阱上从左到右依次设有第一N阱、第一P阱、第二N阱、第二P阱、第三N阱、第三P阱和第四N阱；所述第一P阱内从左到右依次设有第一P+注入区、第一N+注入区，第一P阱与第二N阱之间跨接有第二N+注入区；第三N阱与第三P阱支架跨接有第三N+注入区，所述第三P阱内从左到右依次设有第三N+注入区、第四N+注入区；所述第一P+注入区、第一N+注入区连接在一起并作为器件的阳极，所述第四N+注入区、第二P+注入区连接在一起并作为器件的阴极。