[发明专利]一种栅约束NPN三极管型ESD器件及其实现方法

权利要求书

1.一种栅约束NPN三极管型ESD器件，其特征在于，所述栅约束NPN三极管型ESD器件包括：

半导体衬底(80)；

依次生成于所述半导体衬底(80)中的第一低压N阱(60)、低压P阱(70)以及第二低压N阱(62)；

高浓度N型掺杂(28)置于所述第一低压N阱(60)上部，高浓度P型掺杂(20)置于所述低压P阱(70)上部，高浓度N型掺杂(N+)22置于所述第二低压N阱(62)上部，所述高浓度N型掺杂(28)的左侧设置浅沟道隔离层(10)，其右侧为所述第一低压N阱(60)的一部分，所述高浓度N型掺杂(22)的右侧设置浅沟道隔离层(10)，其左侧为所述第二低压N阱(62)的一部分；

在所述高浓度N型掺杂(28)的上方、高浓度N型掺杂(22)的上方分别生成金属硅化物(30)，在高浓度N型掺杂(28)右侧的第一低压N阱(60)的上方设置第一N型栅极(40)，在所述高浓度N型掺杂(22)左侧的第二低压N阱(62)的上方设置第二N型栅极(42)；

所述高浓度N型掺杂(28)上方的金属硅化物(30)引出电极组成该栅约束NPN三极管型ESD器件的阳极，在高浓度N型掺杂(22)的上方的金属硅化物(30)引出电极组成该该栅约束NPN三极管型ESD器件的阴极。

2.如权利要求1所述的一种栅约束NPN三极管型ESD器件，其特征在于：所述高浓度P型掺杂(20)、第一低压N阱(60),高浓度N型掺杂(28)以及第一N型栅极(40)构成栅约束P-i-N二极管。

3.如权利要求2所述的一种栅约束NPN三极管型ESD器件，其特征在于：所述高浓度P型掺杂(20)、第二低压N阱(62),高浓度N型掺杂(22)以及第二N型栅极(42)构成栅约束P-i-N二极管。

4.如权利要求3所述的一种栅约束NPN三极管型ESD器件，其特征在于：所述栅约束NPN三极管型ESD器件为将该栅约束P-i-N二极管以所述高浓度P型掺杂(20)为中轴线左右对称折叠而构成。

5.如权利要求4所述的一种栅约束NPN三极管型ESD器件，其特征在于：所述高浓度N型掺杂(28)与所述高浓度N型掺杂(22)的宽度相等，即所述高浓度N型掺杂(28)的宽度W1＝所述高浓度N型掺杂(22)的宽度W2。

6.如权利要求5所述的一种栅约束NPN三极管型ESD器件，其特征在于：所述高浓度N型掺杂(28)和所述高浓度P型掺杂(20)之间的宽度与所述高浓度N型掺杂(22)和所述高浓度P型掺杂(20)之间的宽度相等。

7.如权利要求6所述的一种栅约束NPN三极管型ESD器件，其特征在于：所述栅约束NPN三极管型ESD器件回滞效应的触发电压由所述栅约束P-i-N二极管P、N两极之间的距离即栅长Lg决定，Lg取值范围为0.1～0.6um。

8.如权利要求7所述的一种栅约束NPN三极管型ESD器件，其特征在于：所述栅约束NPN三极管型ESD器件回滞效应的维持电压由所述高浓度P型掺杂(20)的宽度W3决定，W3取值范围为0.2～2um。

9.一种栅约束NPN三极管型ESD器件的实现方法，其特征在于，所述方法将现有栅约束硅控整流器中高浓度P型掺杂(20)右侧的所有结构全部去除，只保留所述高浓度P型掺杂(20)和左侧的高浓度N型掺杂(28)以及覆盖高浓度P型掺杂(20)和高浓度N型掺杂(28)之间第一低压N阱(60)上方的第一N型栅极(40)，以构成栅约束P-i-N二极管，然后将该栅约束P-i-N二极管以所述高浓度P型掺杂(20)为中轴线左右对称重折叠而构成所述栅约束NPN三极管型ESD器件。

10.如权利要求9所述的一种栅约束NPN三极管型ESD器件的实现方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1，提供一半导体衬底(80)；

步骤S2，依次于该半导体衬底(80)中生成第一低压N阱(60)、低压P阱(70)以及第二低压N阱(62)；

步骤S3，将高浓度N型掺杂(28)置于所述第一低压N阱(60)上部，高浓度P型掺杂(20)置于所述低压P阱(70)上部，高浓度N型掺杂(N+)22置于所述第二低压N阱(62)上部，所述高浓度N型掺杂(28)的左侧设置浅沟道隔离层(10)，其右侧为所述第一低压N阱(60)的一部分，所述高浓度N型掺杂(22)的右侧设置浅沟道隔离层(10)，其左侧为所述第二低压N阱(62)的一部分；

步骤S4，在所述高浓度N型掺杂(28)的上方、高浓度N型掺杂(22)的上方分别生成金属硅化物(30)，在高浓度N型掺杂(28)右侧的第一低压N阱(60)的上方设置第一N型栅极(40)，在所述高浓度N型掺杂(22)左侧的第二低压N阱(62)的上方设置第二N型栅极(42)；

步骤S5，将所述高浓度N型掺杂(28)上方的金属硅化物(30)引出电极组成该栅约束NPN三极管型ESD器件的阳极，将所述高浓度N型掺杂(22)上方的金属硅化物(30)引出电极组成该栅约束NPN三极管型ESD器件的阴极。