[发明专利]一种全对称双栅控二极管触发SCR结构的双向ESD保护抗闩锁器件

权利要求书

1.一种全对称双栅控二极管触发SCR结构的双向ESD保护抗闩锁器件，其包括由寄生P阱电阻、双栅控二极管构成的阻容耦合辅助触发路径和纵向偏置NPN的高维持电压路径，还具有双向ESD防护的全对称双栅控二极管触发SCR结构，不仅能降低器件的触发电压，提高器件的维持电压，还具有强ESD鲁棒性，可实现ESD脉冲的双向防护，其特征在于：主要由P衬底(101)、P外延(102)、第一N阱(103)、P阱(104)、第二N阱(105)、第一N+注入区(106)、第一P+注入区(107)、第二N+注入区(108)、第二P+注入区(109)、第三N+注入区(110)、第三P+注入区(111)、第四N+注入区(112)、第一多晶硅栅(114)及其覆盖的第一薄栅氧化层(113)和第二多晶硅栅(116)及其覆盖的第二薄栅氧化层(115)构成；

所述P外延(102)在所述P衬底(101)的表面区域；

在所述P外延(102)的表面区域从左至右依次设有所述第一N阱(103)、所述P阱(104)和所述第二N阱(105)，所述P外延(102)的左侧边缘与所述第一N阱(103)的左侧边缘相连，所述第一N阱(103)的右侧与所述P阱(104)的左侧相连，所述P阱(104)的右侧与所述第二N阱(105)的左侧相连，所述第二N阱(105)的右侧与所述P外延(102)的右侧边缘相连；

在所述第一N阱(103)的表面区域从左至右依次设有所述第一N+注入区(106)、所述第一P+注入区(107)；

所述第二N+注入区(108)横跨在所述第一N阱(103)和所述P阱(104)的表面区域；

在所述P阱(104)的表面区域从左至右依次设有所述第一多晶硅栅(114)及其覆盖的所述第一薄栅氧化层(113)、所述第二P+注入区(109)、所述第二多晶硅栅(116)及其覆盖的所述第二薄栅氧化层(115)，所述第一多晶硅栅(114)及其覆盖的所述第一薄栅氧化层(113)的左侧与所述第二N+注入区(108)的右侧相连，所述第一多晶硅栅(114)及其覆盖的所述第一薄栅氧化层(113)的右侧与所述第二P+注入区(109)的左侧相连，所述第二P+注入区(109)的右侧与所述第二多晶硅栅(116)及其覆盖的所述第二薄栅氧化层(115)的左侧相连，所述第二多晶硅栅(116)及其覆盖的所述第二薄栅氧化层(115)的右侧与所述第三N+注入区(110)的左侧相连；

所述第三N+注入区(110)横跨在所述P阱(104)与所述第二N阱(105)的表面区域；

所述第一多晶硅栅(114)及其覆盖的所述第一薄栅氧化层(113)和所述第二多晶硅栅(116)及其覆盖的所述第二薄栅氧化层(115)的长度满足制备工艺的最小特征尺寸，所述P阱的长度仅需满足器件的最小设计规则，可增大寄生NPN管的倍增系数，提高器件的维持电压；

在所述第二N阱(105)的表面区域从左至右依次设有所述第三P+注入区(111)、所述第四N+注入区(112)；

所述第一N+注入区(106)与第一金属(201)相连，所述第一P+注入区(107)与第二金属(202)相连，所述第一多晶硅栅(114)与第三金属(203)相连，所述第二P+注入区(109)与第四金属(204)相连，所述第二多晶硅栅(116)与第五金属(205)相连，所述第三P+注入区(111)与第六金属(206)相连、所述第四N+注入区(112)与第七金属(207)相连；

所述第一金属(201)和所述第二金属(202)均与第八金属(208)相连，从所述第八金属(208)引出第一电极(211)，用作器件电极的第一接触端；

所述第六金属(206)和所述第七金属(207)均与第十金属(210)相连，从所述第十金属(210)引出第二电极(212)，用作器件电极的第二接触端；

所述第三金属(203)、所述第四金属(204)和所述第五金属(205)均与第九金属(209)相连，从所述第九金属(209)引出第三电极(213)，用作器件栅极的栅控端。