[发明专利]一种嵌入SCR结构的分布式ESD器件

说明书

本发明涉及集成电路的静电放电保护技术领域，具体涉及一种嵌入SCR结构的分布式ESD器件，包括衬底，所述衬底包括深N阱区和所述深N阱区上设置的级联二极管单元，所述级联二极管单元包括相邻设置的第三N阱区和P阱区,所述第三N阱区内设有第三P+注入区，所述第三P+注入区内隔离设置有第三N+注入区；所述P阱区内设有第四N+注入区，所述第四N+注入区内隔离设置有第四P+注入区；所述第三P+注入区与阳极相连，所述第三N+注入区与第四P+注入区相连，所述第四N+注入区与阴极相连。本发明解决了现有的具有级联二极管结构的ESD器件对电流处理能力低的问题。

技术领域

本发明涉及集成电路的静电放电保护技术领域，具体涉及一种嵌入SCR结构的分布式ESD器件。

背景技术

ESD即静电泄放，是自然界普遍存在的现象。ESD存在于人们日常生活的各个角落。而就是这样习以为常的电学现象对于精密的集成电路来讲却是致命的威胁。

随着集成电路制造工艺的提高，其最小线宽已经下降到亚微米甚至纳米的级别，在带来芯片性能提高的同时，其抗ESD打击能力也大幅度降低，因此静电损害更严重。而工艺发展与芯片的抗ESD能力的矛盾成为了集成电路设计者必须考虑的问题。

二极管由于其结构简单、透明性高和可仿真的模型精确等，被广泛用于片上或系统级的ESD防护。由两个串联的二极管构成的现有的具有级联二极管结构的ESD器件的截面图和等效电路如图1所示，现有的具有级联二极管结构的ESD器件的表面结构如图3所示。该器件结构包括：

P型硅衬底110；

所述硅衬底110上形成两个间隔设置的N阱区，分别为第一N阱区120和第二N阱区130；

所述第一N阱区120内设有第一N+注入区121，第一N+注入区121中间设有第一P+注入区122，第一P+注入区122与阳极相连；

所述第二N阱区130内设有第二N+注入区131，第二N+注入区131中间设有第二P+注入区132，第一N+注入区121和第二P+注入区132相连，第二N+注入区131与阴极相连。

该器件中，第一P+注入区122与第一N+注入区121之间形成第一个二极管，第一N+注入区121为正极，第一N+注入区121为负极。第二P+注入区132与第二N+注入区131之间形成第二个二极管，第二P+注入区132为正极，第二N+注入区131为负极。由于第一N+注入区121(第一个二极管负极)和第二P+注入区132(第二个二极管正极)相连，因此就得到两个串联的二极管。第一P+注入区122、第一N阱区120和P型硅衬底110之间会形成竖向的PNP晶体管，第二P+注入区132、第二N阱区130和P型硅衬底110之间也会形成竖向的PNP晶体管。其中只有两个串联的二极管形成的路径可泄放ESD电流，而两个寄生的PNP会形成类似Darlingdon(达林顿管)的结构，达林顿管又称复合管，是将两个三极管串联以组成一只等效的新的三极管。这只等效三极管的放大倍数是原二者之积，因此它的特点是放大倍数非常高，但是不参与ESD电流的泄放，因此导致现有的具有级联二极管结构的ESD器件具有较低的泄漏电流，不利于精密集成电路的保护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种嵌入SCR结构的分布式ESD器件，解决现有的具有级联二极管结构的ESD器件对电流处理能力低的问题。

为了达到上述目的，提供了一种嵌入SCR结构的分布式ESD器件，包括衬底，所述衬底包括深N阱区和所述深N阱区上设置的级联二极管单元，所述级联二极管单元包括相邻设置的第三N阱区和P阱区,所述第三N阱区内设有第三P+注入区，所述第三P+注入区内隔离设置有第三N+注入区；所述P阱区内设有第四N+注入区，所述第四N+注入区内隔离设置有第四P+注入区；所述第三P+注入区与阳极相连，所述第三N+注入区与第四P+注入区相连，所述第四N+注入区与阴极相连。

工作原理及优点：