[发明专利]提高维持电压的多晶硅假栅静电释放器件及其制作方法

说明书

本发明公开了一种提高维持电压的多晶硅假栅静电释放器件，包括衬底，衬底中设有HVNW区，HVNW区左半部分内设有P‑body区，P‑body区内设有第一P+注入区、第一N+注入区，第一多晶硅栅横跨在P‑body区和HVNW区交界处，HVNW区右半部分内设有第二N+注入区、第二多晶硅假栅、第三N+注入区、第二P+注入区、第四N+注入区；第二多晶硅假栅构成多晶硅假栅结构。本发明的器件采用多晶硅假栅结构，能够使得LDMOS‑SCR器件结构的ESD放电远离沟道的表面，绝大多数ESD电流应力均从器件结构体内泄放，因此所述器件结构能够承受足够高的静电放电脉冲应力，从而防止器件的表面出现热击穿。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别涉及一种提高维持电压的多晶硅假栅静电释放器件及其制作方法。

背景技术

在过去的数年间，集成电路已经应用于人们的正常生活，大大地提高了人们生活质量和效率，集成电路的发展仍然遵循摩尔定律所引导的方向前进，即器件的尺寸更小、集成度更高。静电释放(ESD)是集成电路失效的一个主要原因，而且随着半导体工艺的进步，ESD保护越来越得到重视，据相关数据的统计，在微电子领域因为ESD问题造成电子产品失效的比例约有58%，这个数据充分说明了ESD保护在集成电路中的重要性，它可以有效提高产品的可靠性。在高压运用中，电压高、电流大、电磁干扰强等因素给ESD保护出了一道难题，而ESD保护器件占用面积少、泄放能力强是目前集成电路设计师所需要面临的挑战。

传统的LDMOS-SCR是基于LDMOS的内嵌硅控整流器，主要用于高压工艺的ESD保护器件，该器件能够通过额外引入的SCR通路，极大地增强LDMOS的抗ESD能力，SCR被认为是单位面积鲁棒性最好的ESD保护器件，LDMOS-SCR具有深回滞、漏电低、高鲁棒性、低导通电阻和高面积效率等特点，在高压领域中具有优异特性的ESD保护器件。但是，LDMOS-SCR仍然存在器件叉指导通不均匀的问题，即器件的泄放ESD能力不与器件的叉指个数成线性增加，而解决LDMOS-SCR导通不均匀的直接办法就是提高该器件的维持电压，从而使得已经导通的叉指的维持电压的值将会再次到达一次触发电压的值，使得其余部分未开启的叉指导通。因此，在对LDMOS-SCR进行设计时，应该设法提高LDMOS-SCR的维持电压。

传统LDMOS-SCR结构的ESD保护器件的剖面图及等效电路如图1。LDMOS-SCR反向工作时即为正向导通的二极管特性，所以泄放ESD能力强大，LDMOS-SCR正向工作时，当阳极和阴极之间的电压差小于LDMOS-SCR结构ESD保护器件开启电压时，LDMOS-SCR器件等效为一个阻值很高的电阻。当阳极和阴极之间的电压差达到器件开启电压时，HVNW和P-body之间发生雪崩击穿，雪崩倍增的大量载流子流经P-body的寄生电阻Rp产生压降，当压降达到寄生NPN三极管结构的BE结开启电压，于是NPN开启，导致流经HVNW的寄生电阻Rn的电流迅速增大，其产生的压降达到寄生PNP三极管结构的BE结开启电压，于是PNP开启，寄生的SCR的P-N-P-N路径导通，泄放ESD电流，这时LDMOS-SCR结构的电压将会回滞到维持电压，器件工作在低阻区域，这是一个正反馈的过程。当电流最后增加到使LDMOS-SCR结构发生热失效时，就会发生二次击穿，这时LDMOS-SCR结构的ESD保护器件就彻底失效了。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、能够提高维持电压的多晶硅假栅静电释放器件，并提供其制作方法。