[实用新型]低压带栅单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低压带栅单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型深阱区和P型深阱区；N型深阱包括第一N阱，P型深阱包括第二P阱，N型深阱和第一N阱不等宽，P型深阱和第二P阱不等宽；第一N阱上有第一N+注入、第二P+注入、第三N+注入；N型深阱上有第四P+注入；P型深阱上设有第二P阱；第五N+注入的左部在N型深阱上，右部在P型深阱上和第二P阱上；第六N+注入的左部在第二P阱上，右部在P型深阱上；P型深阱上有第七P+注入；多晶硅栅极在第二P阱上；P型深阱的两个电极和第二P阱上的一个栅极电极均连接在一起并作为器件的阴极，第一N阱里的两个电极均连接在一起作为器件的阳极。

技术领域

本实用新型涉及静电防护领域，尤其涉及一种低压带栅单向可控硅静电防护器件。

背景技术

随着半导体制程工艺的进步，ESD造成集成电路芯片以及电子产品失效的情况愈加严重了。对电子产品以及集成电路芯片进行ESD防护成为了产品工程师们面临的主要难题之一。

ESD引起失效的模式分别有硬失效、软失效、潜在失效。而引起这些失效的原因又可以分为电失效以及热失效。其中热失效指的是当ESD脉冲来临的时候，在芯片局部产生了几安培至几十安培的电流，持续时间短但是会产生大量的热量使得局部的金属连线熔化或者会使得芯片产生热斑，从而导致了二次击穿。电失效指的是加在栅氧化层的电压形成的电场强度大于了介电强度，使得表面产生击穿或者是介质的击穿。由于ESD对芯片造成的威胁越来越严重，其物理机制研究越来越受到重视。

传统的可控硅器件与其他ESD器件相比，其自身具有双电导调制机构，单位面积泄放效率高，单位寄生电容小，鲁棒性最好。但是由于其触发电压高，维持电压低容易造成闩锁，需要在设计的时候重点考虑。

传统的低压可控硅静电防护器件的剖面图见图1，其等效电路图见图2。当ESD脉冲加在SCR阳极时，N+注入与P阱形成反偏PN结。当这个脉冲电压高于这个PN结的雪崩击穿电压的时候，器件的内部就会产生大量的雪崩电流，电流流经P阱，通过寄生电阻流向阴极。P阱的寄生电阻两端压降相当于三极管NPN的基极压降，当这个电压高于纵向NPN三极管的正向的导通电压的时候，此三极管开启。此三极管开通后，为纵向PNP三极管提供基极电流，纵向PNP三极管也开启后，也进一步为横向NPN三极管提供基极电流，形成一种正反馈机制，使SCR路径完全开启。所以就算之后没有雪崩电流，由于三极管导通，也可以泄放大电流。低压单向可控硅能够为工作信号只有正电压的电路提供静电防护，由于大电流经过器件表面路径，所以特别容易造成器件热失效，导致低压单向可控硅静电器件的防护能力大大降低。

实用新型内容

本实用新型提供了结构简单的低压带栅单向可控硅静电防护器件。

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低压带栅单向可控硅静电防护器件，包括：

P型衬底；所述P型衬底中设有N型埋层；所述N型埋层上方为N型深阱区和P型深阱区；

所述N型深阱包括第一N阱，所述P型深阱包括第二P阱，所述N型深阱和所述第一N阱不等宽，所述P型深阱和所述第二P阱不等宽；所述第一N阱上有第一N+注入、第二P+注入、第三N+注入；所述N型深阱上有第四P+注入；

所述P型深阱上设有第二P阱；第五N+注入的左部在所述N型深阱上，右部在所述P型深阱上和所述第二P阱上；所述第六N+注入的左部在所述第二P阱上，右部在所述P型深阱上；所述P型深阱上有第七P+注入；多晶硅栅极在所述第二P阱上；

所述P型深阱的两个电极和所述第二P阱上的一个栅极电极均连接在一起并作为器件的阴极，所述第一N阱里的两个电极均连接在一起作为器件的阳极。