[发明专利]ESD器件

说明书

本申请公开了一种ESD器件，包括：衬底，衬底中形成有第一STI结构和第二STI结构，从俯视角度观察，第一STI结构和第二STI结构为环形，第一STI结构位于第二STI结构的外侧且第一STI结构和第二STI结构之间不重叠；第一STI结构和第二STI结构之间的衬底中形成有二极管结构；第一STI结构外侧的衬底中形成有第一重掺杂区，第二STI结构环绕的区域内形成有多个MOS器件。本申请通过在包含多个MOS器件的ESD器件中，在ESD器件最外侧的MOS器件与最外层的重掺杂区之间设置二极管结构，能够在器件工作时，在寄生NPN管触发前，二极管结构提前触发，向衬底内部注入大量的电子、空穴对，提高衬底电流，促使外层的叉指能与中间的叉指同时触发，提高器件的ESD防护性能。

技术领域

本申请涉及半导体集成电路技术领域，具体涉及一种静电释放(electro-staticdischarge，ESD)器件。

背景技术

栅极接地N(negative)型金属-氧化物半导体场效应晶体管(gate-grounded N-type metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，ggNMOSFET，以下简称为“ggNMOS”)器件作为一种常见的ESD器件，通常被设计为多叉指型。参考图1，其示出了相关技术中提供的一种ggNMOS器件的剖面示意图，如图1所示：

衬底110中形成有浅槽隔离(shallow trench isolation，STI)结构120，从俯视角度观察，STI结构120环绕的区域中形成有多个(图1中以4个器件单元做示例性说明)重复的器件单元，STI结构120的外侧形成有第一重掺杂区(又被称为P(positive)型环)130，每个器件单元包括栅极140以及位于栅极140两侧的衬底110中的第二重掺杂区(其可作为器件单元的源极)151、第三重掺杂区(其可作为器件单元的漏极)152，栅极140和衬底110之间的栅介质层图中未标示，当该ggNMOS器件工作时，第一重掺杂区130、第二重掺杂区151和栅极140并联且接入源极电压V_SS，第三重掺杂区152并联接入漏极电压V_DD，第一重掺杂区130和每个器件单元的底部并联。其中，第一重掺杂区130和衬底110中掺杂有P型杂质，第二重掺杂区151和第三重掺杂区152中掺杂有N型杂质。

当ggNMOS器件工作时，若ESD电压超过第二重掺杂区152或衬底110的击穿电压时，大量的ESD电流会流经衬底110进入第一重掺杂区130流入源极电路，当ESD电流与衬底电阻R_sub的乘积大于发射结的击穿电压时，第三重掺杂区152、衬底110和第一重掺杂区151之间形成寄生NPN管完全导通以泄放ESD电流，但是由于每个寄生NPN管距离第一重掺杂区130的距离不同，即每个器件单元的衬底电阻R_sub不同，故所需的导通电流不同，外层器件单元的衬底电阻R_sub大于内层器件单元的衬底电阻R_sub，中间位置寄生NPN管到周侧位置的寄生NPN管会随着ESD电压的增加而依次导通，因此在多叉指ggNMOS器件中，存在中间ggNMOS的寄生NPN管达到电流极限烧毁而四周器件未导通的情况，从而降低了器件的ESD防护能力。

发明内容

本申请提供了一种ESD器件，可以解决相关技术中提供的多叉指型ESD器件由于每个MOS器件的衬底电阻不同从而导致其导通时间不同进而使得器件的ESD防护能力较差的问题，该器件包括：

衬底，所述衬底中形成有第一STI结构和第二STI结构，从俯视角度观察，所述第一STI结构和所述第二STI结构为环形，所述第一STI结构位于所述第二STI结构的外侧且所述第一STI结构和所述第二STI结构之间不重叠；

所述第一STI结构和所述第二STI结构之间的衬底中形成有二极管结构；

所述第一STI结构外侧的衬底中形成有第一重掺杂区，所述第二STI结构环绕的区域内形成有多个MOS器件。