[实用新型]一种具有低触发电压强鲁棒性的LVTSCR器件

说明书

技术领域

本实用新型属于集成电路的静电放电保护技术领域，特别是涉及一种具有低触发电压强鲁棒性的LVTSCR器件。

背景技术

随着电子信息技术的迅速发展，人机交互界面以及高速接口的出现，使得静电放电(ESD)问题日益严重，手机触摸屏或液晶显示屏的普及，触摸屏电容或液晶屏很容易被人手所带的静电击穿，高速接口USB2.0、USB3.0、高清电视接口HDMI等经常热插拔而常常受到ESD冲击破坏。随着半导体工艺的进步，MOS的栅氧减薄导致IC抗ESD性能下降、集成度增加导致内部感应电荷增加、以及大规模集成化出现多电源域等问题的复杂度增加，提供有效的ESD防护越来越困难，另一方面，由于人机交互的频繁，IEEE已经显著提高了ESD防护标准。对于低压IC的ESD防护而言，一个有效的静电放电防护器件必须能够保证相对高的维持电压、相对低的触发电压、提供较强的ESD保护能力。在先进工艺低压应用环境之下，前者的问题因为电路工作电压，尤其是核心电路工作电压的降低变得不如之前那么棘手。

LVTSCR结构是一种流行的改进型SCR，是最早应用于ESD防护的结构之一，是一个非常有吸引力的器件来提供ESD保护解决方案。它的结构特点是SCR中内嵌了一个GGNMOS的结构，其中，SCR的开启是依靠P阱电阻及GGNMOS上的压降来触发导通的，这就要求精心设计P阱电阻的阻值及GGNMOS的最大ESD电流能力，否则可能在SCR导通之前，GGNMOS自身就已经出现热击穿，这就增加了设计难度。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提供了一种具有低触发电压强鲁棒性的LVTSCR器件，不仅能够大幅度降低触发电压，减少GGNMOS的工作区域，加快SCR的触发开启，而且还能提高电流泄放效率，从而增强器件的ESD鲁棒性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种具有低触发电压强鲁棒性的LVTSCR器件，包括P衬底(1)，以及横向设置在P衬底(1)的表面区域内的N阱(2)和P阱(3)，其特征在于：

所述N阱(2)的表面区域内横向依次设置有：第一P+注入区(9a)、第一N+注入区(8a)、第二P+注入区(9b)、第二N+注入区(8b)、第三N+注入区(8c)，并在各个注入区之间设有浅沟槽隔离区(6)；

所述P阱(3)的表面区域内横向依次设置有：多晶硅栅(7)、第四N+注入区(8d)、第三P+注入区(9c)，并在各个注入区之间设有浅沟槽隔离区(6)；

其中，所述的第三N+注入区(8c)横跨在所述N阱(2)和所述P阱(3)的表面部分区域，并在所述的第三N+注入区(8c)跨接在P阱(3)区域的正下方设置有ESD注入层(4)，且所述的多晶硅栅(7)覆盖在所述第三N+注入区(8c)和第四N+注入区(8d)之间的薄栅氧化层(5)之上。

优选的，所述N阱(2)的表面区域内横向依次设置有：第一浅沟槽隔离区(6a)、第一P+注入区(9a)、第二浅沟槽隔离区(6b)、第一N+注入区(8a)、第三浅沟槽隔离区(6c)、第二P+注入区(9b)、第四浅沟槽隔离区(6d)、第二N+注入区(8b)、第五浅沟槽隔离区(6e)、第三N+注入区(8c)，并且，所述第一浅沟槽隔离区(6a)的左侧边缘与所述P衬底(1)的左侧边缘相连，所述第三N+注入区(8c)的右侧与所述多晶硅栅(7)及其覆盖的所述薄栅氧化层(5)的左侧相连。

优选的，所述P阱(3)的表面区域内横向依次设置有：多晶硅栅(7)、第四N+注入区(8d)、第六浅沟槽隔离区(6f)、第三P+注入区(9c)和第七浅沟槽隔离区(6g)，并且，所述多晶硅栅(7)的左侧与所述第三N+注入区(8c)相连，所述第七浅沟槽隔离区(6g)的右侧与所述P衬底(1)的右侧边缘相连。

优选的，所述的第一P+注入区(9a)、第一N+注入区(8a)、第二P+注入区(9b)、第三N+注入区(8c)分别与金属阳极相连接，所述的第二N+注入区(8b)、多晶硅栅(7)、第四N+注入区(8d)、第三P+注入区(9c)分别与金属阴极相连接。