[发明专利]一种全对称LDMOS触发SCR结构的双向高压ESD防护器件

权利要求书

1.一种ESD防护器件，其特征在于：是结构对称的能够防护双向电流静电放电的LDMOS触发SCR结构，包括：P衬底(101)、深N阱(102)、第一P阱(103)、N阱(104)、第二P阱(105)、第一P+注入区(106)、第一N+注入区(107)、第一多晶硅栅(108)、第一薄栅氧化层(109)、第一场氧隔离区(110)、第二P+注入区(111)、第二场氧隔离区(112)、第二多晶硅栅(113)、第二薄栅氧化层(114)、第二N+注入区(115)和第三P+注入区(116)；

在P衬底(101)的表面区域设有深N阱(102)，深N阱(102)的左侧边缘与P衬底(101)的左侧边缘相连，深N阱(102)的右侧边缘与P衬底(101)的右侧边缘相连；

在深N阱(102)的表面区域从左到右依次设有第一P阱(103)、N阱(104)和第二P阱(105)，第一P阱(103)的左侧边缘与深N阱(102)的左侧边缘相连，第一P阱(103)的右侧边缘与N阱(104)的左侧边缘相连，N阱(104)的右侧边缘与第二P阱(105)的左侧边缘相连，第二P阱(105)的右侧边缘与深N阱(102)的右侧边缘相连；

在第一P阱(103)的表面区域，从左到右依次设有第一P+注入区(106)和第一N+注入区(107)，第一P+注入区(106)和第一N+注入区(107)之间设有一安全间距，第一多晶硅栅(108)覆盖在第一薄栅氧化层(109)和部分第一场氧隔离区(110)的表面区域上，第一多晶硅栅(108)及其覆盖的第一薄栅氧化层(109)和第一场氧隔离区(110)横跨在第一P阱(103)和N阱(104)的表面区域，且第一N+注入区(107)的右侧边缘与第一多晶硅栅(108)的左侧边缘相连；

在N阱(104)的表面区域设有第二P+注入区(111)，第一场氧隔离区(110)的右侧边缘与第二P+注入区(111)的左侧边缘相连；第二多晶硅栅(113)覆盖在部分第二场氧隔离区(112)和第二薄栅氧化层(114)的表面区域上，第二多晶硅栅(113)及其覆盖的第二场氧隔离区(112)和第二薄栅氧化层(114)横跨在N阱(104)和第二P阱(105)的表面区域，且第二P+注入区(111)的右侧边缘和第二场氧隔离区(112)的左侧边缘相连；

在第二P阱(105)的表面区域从左到右依次设有第二N+注入区(115)和第三P+注入区(116)，第二多晶硅栅(113)的右侧边缘和第二N+注入区(115)的左侧边缘相连，第二N+注入区(115)和第三P+注入区(116)之间设有一安全间距；

第一P+注入区(106)与第一金属1(201)相连，第一N+注入区(107)与第二金属1(202)相连，第一多晶硅栅(108)与第三金属1(203)相连，第二多晶硅栅(113)与第四金属1(204)相连，第二N+注入区(115)与第五金属1(205)相连，第三P+注入区(116)与第六金属1(206)相连；

第一金属1(201)、第二金属1(202)和第三金属1(203)均与第一金属2(207)相连，从第一金属2(207)引出第一电极(301)；

第四金属1(204)、第五金属1(205)和第六金属1(206)均与第二金属2(208)相连，从第二金属2(208)引出第二电极(302)。

2.如权利要求1所述的一种ESD防护器件，其特征在于：当第一电极受到电学应力作用时，由第一P阱(103)、第一N+注入区(107)、第一多晶硅栅(108)及其覆盖的第一薄栅氧化层(109)和N阱(104)构成开态NLDMOS，由N阱(104)、第二场氧隔离区(112)、第二多晶硅栅(113)、第二薄栅氧化层(114)、第二P阱(105)和第二N+注入区(115)构成关态NLDMOS，由第一P+注入区(106)、第一P阱(103)、N阱(104)、第二P阱(105)和第二N+注入区(115)构成SCR电流导通路径，由开态NLDMOS和关态NLDMOS构成一串联辅助触发SCR的电流路径，用于增强器件的ESD鲁棒性，第二场氧隔离区(112)用于提高器件的耐压能力。

3.如权利要求1所述的一种ESD防护器件，其特征在于：在第二P+注入区(111)与N阱(104)之间，能够形成一耗尽势垒层，降低寄生SCR结构中的基区渡越载流子浓度，从而提高器件的维持电压。