[实用新型]一种双向可控硅静电防护器件

说明书

本实用新型实施例提供一种双向可控硅静电防护器件，包括：P型衬底，P型衬底内设有第一P+注入区、N型埋层及第六P+注入区，N型埋层上方设有第一N型深阱、第一P阱、N阱、第二P阱及第二N型深阱，第一P阱内设有位置跨在第一N型深阱与第一P阱上的第二P+注入区、第一N+注入区及第三P+注入区，第二P阱内设有第四P+注入区、第二N+注入区及位置跨在第二P阱与第二N型深阱上的第五P+注入区；如此，该可控硅静电防护器件能基于标准CMOS工艺且片上集成，并且能够在不增加DDSCR器件面积的同时有效的提高DDSCR的维持电压，进而提高片上集成静电防护器件的鲁棒性。

技术领域

本实用新型涉及静电防护领域，尤其涉及一种双向可控硅静电防护器件。

背景技术

随着半导体技术的发展，半导体工艺制程日益缩小，芯片集成度逐渐增加，高集成度和小尺寸给芯片带来了更差的静电防护能力。但日益复杂的电磁环境带来了更加严苛的静电防护挑战，因此集成电路因外界静电而损坏的情形越来越严重。集成电路的设计不仅有电路功能的设计需求，静电放电(Electro-Static Discharge，ESD)防护也是设计中不可忽视的重要部分。相比于使用独立的静电防护器件，防护器件的片上集成具有节省面积、适用于标准互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS) 工艺等优点。如何让芯片在更小的制程，更加高度集成度、且让防护器件片上集成的情况下，达到满足要求的静电防护需求成为了当今IC设计者们在电路设计中的一个重要的环节。

如图1所示，为一种经典结构的DDSCR剖面图，其等效电路图如图2 所示。当ESD事件发生在阳极上时，阴极接地，ESD电流在阳极上产生的电压会导致N阱和阴极P阱形成的反向PN结形成雪崩击穿，当雪崩击穿所产生的载流子在R_pw2阱电阻上形成三极管Q3基极-发射极结上的压降，三极管 Q3开启，开启的三极管Q3会导致N阱和阴极P阱产生电势差，进而导致三极管Q2开启。三极管Q3和Q2开启后，形成正反馈，阳极电流泄放路径形成，泄放电流，反向工作原理与正向相同，形成SCR的三极管为Q1和Q2。

DDSCR因为电特性与SCR相同，所以也具有深骤回、高触发电压的特性。过高的触发电压会导致器件的开启电压过高，增加内核电路所受到的ESD 应力，增加内核电路失效的风险；并且过高的开启电压会增加击穿结的热量，增加器件失效的风险。深骤回特性会导致器件拥有较低的维持电压，进而增加内核电路进入闩锁状态的风险；较低的维持电压还会导致器件在电路正常工作时被误触发，进而影响电路信号的完整性。过高触发的问题可以通过选择合适的击穿面和修改击穿面的结构来解决，如改进型横向DDSCR(ModifiedLateral DDSCR)通过增加跨阱注入以改变击穿面结构来降低触发电压；将器件触发改为特定二极管触发的diode trigger DDSCR。过低的电压问题通常可以通过两个方面来解决：1、提高器件维持点的电流。较高的维持电流能减小器件进入闩锁区域的可能。2、通过增加器件阴极和阳极结构的间距来提高维持电压。这两种方法都存在需要增加版图面积的弊端。

实用新型内容

本实用新型提供了一种双向可控硅静电防护器件，该器件具有在不增加版图面积下获得更低的触发电压和更高维持电压的特性。

为达到上述目的，本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：

本实用新型实施例提供的一种双向可控硅静电防护器件，包括：