[实用新型]低触发高维持电压的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低触发高维持电压的双向可控硅静电防护器件，包括P型衬底、N型埋层、N型阱；N型埋层左侧设有第一P阱，N型埋层右侧设有第二P阱；第一P阱内设有第一P+注入区、第一N+注入区和第一浮空P+注入区，第一P阱和第二P阱之间设有N型阱，N型阱中间位置设有中间N+注入区，同时，第一P型浅阱PB和第二P型浅阱PB分别设置横跨在第一P阱、N型阱和第二P阱中间位置；N型埋层的上方的左侧和右侧分别设有第一高压N阱和第二高压N阱；第一P+注入区、第一N+注入区连接在一起并作为器件的阳极，第二P+注入区、第二N+注入区连接在一起并作为器件的阴极，如此，该器件能够有效地保护芯片的核心电路，远离闩锁的风险。

技术领域

本实用新型涉及静电防护领域，尤其涉及一种低触发高维持电压的双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。

传统的可控硅器件(SCR)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，鲁棒性最好等优点。但是传统可控硅器件存在着触发电压过高，回滞之后器件的维持电压过低等缺点，触发电压过高会导致防护器件不能及时地保护内核电路，维持电压过低会引起器件出现闩锁效应，无法保证I/O端口传输信号的完整性。

双向可控硅器件是在传统可控硅基础上改良而来的，可以认为是一些反并联连接的普通可控硅的集成，其工作原理与传统单向可控硅相同，可以分别在正反两个方向对电压进行箝位。传统的双向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脉冲加在双向SCR阳极时，N型深阱与第三P+注入区形成反偏PN节。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，电流的流通路径为经过第二P阱寄生电阻流向了另一端，既阴极。当这个寄生的阱电阻两端的电压高于纵向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，为横向PNP三极管提供基极电流，横向PNP三极管也开启后，也为纵向NPN三极管提供基极电流，构成正反馈回路。所以就算之后没有雪崩电流，由于三极管导通，也可以泄放静电。双向SCR为一个对称结构，当阴极出现ESD脉冲的时候，N型深阱与第二P+注入区产生的PN结雪崩击穿，使得PNP三极管与NPN三极管先后导通泄放静电。但是传统SCR存在着高触发电压以及低维持电压的缺点，这会导致器件容易超出设计窗口，并且发生闩锁效应，故需要降低触发电压，保证器件在ESD电流到来时及时开启保护内核电路，同时提高双向可控硅的维持电压以避免发生闩锁效应。

实用新型内容

本实用新型提供了结构简单的低触发高维持电压的双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触发高维持电压的双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型埋层上方中间为N型阱；

所述N型埋层左侧设有第一P阱，所述N型埋层右侧设有第二P阱；

所述第一P阱内设有第一P+注入区、第一N+注入区和第一浮空P+注入区，其中，所述第一P+注入区位于所述第一P阱左侧，所述第一N+注入区位于所述第一P+注入区右侧并贴合在一起，所述第一浮空P+注入区位于所述第一N+注入区的右侧；

所述第二P阱内设有第二P+注入区、第二N+注入区和第二浮空P+注入区，其中，所述第二P+注入区位于所述第二P阱右侧，所述第二N+注入区位于所述第二P+注入区左侧并贴合在一起，所述第二浮空P+注入区位于所述第二N+注入区的左侧；