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增加硅控整流器触发电流的防静电保护器件结构

阅读：1045发布：2020-06-03

IPRDB可以提供增加硅控整流器触发电流的防静电保护器件结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种增加硅控整流器触发电流的防静电保护器件结构，在P阱注入区和N阱注入区结合处，P阱注入区一侧自上而下依次交错间隔形成N+区、P+区；N阱注入区一侧自上而下依次交错间隔形成P+区、N+区，在该结合处上方设有一多晶硅。本发明可以有效减小等效导通电阻，增加SCR结构的触发电流，防止闩锁效应得发生。，下面是增加硅控整流器触发电流的防静电保护器件结构专利的具体信息内容。

权利要求

1、一种增加硅控整流器触发电流的防静电保护器件结构，包括一P 型衬底，在该P型衬底上形成的P阱注入区和N阱注入区，P阱注入区和 N阱注入区相互结合形成结合处；

其特征在于：在所述结合处P阱注入区一侧自上而下依次交错间隔形成N+区、P+区；在所述结合处N阱注入区一侧自上而下依次交错间隔形成P+区、N+区，在其结合处上方设有一多晶硅。

说明书全文

技术领域

本发明涉及一种静电保护器件结构，特别是涉及一种增加硅控整流器触发电流的防静电保护器件结构。

背景技术

静电对于电子产品的伤害一直是不易解决的问题，当今比较流行使用 SCR(Silicon Controlled Rectifier可控硅)整流器作为防静电保护器件(图4是硅控整流器的防静电保护等效电路图)，但由于其触发导通的电流较小，在其导通后可能导致发生闩锁效应。因此为了尽量避免发生这类寄生效应，在设计使用可控硅整流保护器件结构时，需考虑将其触发的电流提高到保证闩锁不会发生的安全区域，以保证保护器件在电路正常工作时不会开启。
目前业界流行的SCR整流器的防静电保护器件的结构如图5所示。它包括一P型衬底，在该P型衬底上通过离子注入形成的P阱注入区和N 阱注入区。在P阱注入区和N阱注入区的上端部自左向右依次形成P+区 (P型注入区)、氧化层隔离区和N+区(N型注入区)。在P阱注入区和N 阱注入区结合处的上端部设有隔离P阱注入区的N+区，和N阱注入区的 P+区的氧化层隔离区，在该氧化层隔离区的上方设有一层多晶硅。图6 是图5所示防静电保护器件结构版图。
这种结构存在的不足是，等效电路中P阱电阻Rpw和N阱电阻Rnw 较大，导致SCR的触发导通的电流较小，在其导通后容易发生闩锁效应。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种增加硅控整流器触发电流的防静电保护器件结构，它可以有效减小等效导通电阻，增加SCR结构的触发电流，防止闩锁效应得发生。
为解决上述技术问题，本发明的增加硅控整流器触发电流的防静电保护器件结构，包括一P型衬底，在该P型衬底上通过离子注入形成的P 阱注入区和N阱注入区，在其结合处P阱注入区一侧自上而下依次交错间隔形成N+区和P+区；在其结合处N阱注入区一侧自上而下依次交错间隔形成P+区和N+区，在其结合处上方设有一多晶硅。
由于采用上述结构，缩短了NW(N阱)注入区中的P+区与用于NW注入区电位引出端的N+区之间的距离，既可以增大SCR结构的触发电流，防止闩锁效应发生；又可以减小SCR结构等效导通电阻，增大了SCR结构的泻流能力。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是SCR的骤回特性曲线对比图，其中，左侧的视图为现有的SCR 结构的曲线，右侧的视图为采用本发明后的SCR结构的曲线；
图2是本发明的SCR结构平面图；
图3是本发明结构中的寄生N阱和P阱电阻示意图；
图4是硅控整流器的防静电保护等效电路图；
图5是现有的硅控整流器的防静电保护结构剖面图；
图6是图5所示结构的版图；
图7是将本发明的结构用于实际电路中实施保护的电路示意图。

具体实施方式

为了防止闩锁效应的发生，要求作为防静电保护器件的硅控整流器的 IV特性满足产品进行闩锁测试时的标准。解决方法是将开启电流提高到该标准之上。这样则可防止闩锁测试时失败。而通过将NW注入区和PW(P 阱)注入区中的N+区和P+区注入区形成交错形式的结构，可以减小等效电路中的N阱电阻Rnw和P阱电阻Rpw，从而使得SCR结构所需的开启电流(0.7V/Rnw)增大。
参见图2所示，本发明的增加硅控整流器触发电流的防静电保护器件结构，包括括一P型衬底，在该P型衬底上通过离子注入形成的P阱注入区和N阱注入区，所述P阱注入区和N阱注入区相互结合，形成结合处。在所述结合处上方设有一多晶硅。在所述结合处P阱注入区一侧通过离子注入自上而下依次交错间隔形成N+区(N型注入区)、P+区(P型注入区)。在所述结合处N阱注入区一侧通过离子注入自上而下依次交错间隔形成 P+区、N+区。图3是图2所示结构中的寄生N阱和P阱电阻示意图。
如图7所示，将本发明的结构用于实际电路中实施保护时，图2所示的结构电连接在被保护电路的输入端，当有静电电荷从电路输入端进入时，通过所述的防静电保护器件结构泻放，保证被保护电路不会受到冲击，保障电路安全。
图1是采用硅控整流器为防静电保护器件时，SCR的骤回特性曲线对比图，其中，左侧的视图为现有的SCR结构的曲线，右侧的视图为采用本发明后的SCR结构的曲线。横坐标为电压，纵坐标为电流；Vt1、It1：代表SCR的开启电压和开启电流；Vsp、Isp：分别代表SCR的维持电压和维持电流；Vt2、It2：分别代表SCR的失效电压和失效电流；图中的左下角区域代表易发生栓锁效应的区域。
以上通过优选的实施方式对本发明进行了说明。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的情况下，还可以做出许多变形和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

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