[实用新型]一种具有高维持电压的LDMOS结构的ESD保护器件

说明书

本实用新型公开了集成电路领域内一种具有高维持电压的LDMOS结构的ESD保护器件，包括P型衬底，P型衬底上层设有深N阱，深N阱上层从一侧到另一侧依次设有第一N阱、第一P阱、第二N阱和第二P阱，第一N阱上层设有P+注入区，第一P阱上层设有浅槽隔离区，第二P阱上层设有N+注入区，P+注入区引出有阳极，N+注入区引出有阴极。本实用新型的具有高维持电压的LDMOS结构的ESD保护器件，通过位于中间区域的第一P阱的阻挡电流，使SCR电流路径变窄，同时延长电流路径，提高了维持电压。

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，特别涉及集成电路的静电保护。

背景技术

静电放电（Electrostatic Discharge，ESD）是集成电路可靠性的一项重要分支，随着集成电路制造工艺的发展与电路复杂度的提升，ESD 保护面临重大问题与挑战，相应的 ESD 保护变得更加复杂和困难。单个器件是 ESD 保护设计中的最小单元，单个器件的选择与设计直接关系到整个芯片 ESD 保护设计的成败。

ESD 现象的模型主要有四种：人体放电模型（HBM）、机械放电模型（MM）、器件充电模型（CDM）以及电场感应模型（FIM）。对一般集成电路产品来说，一般要经过人体放电模型，机械放电模型以及器件充电模型的测试。为了能够承受如此高的静电放电电压，集成电路产品通常必须使用具有高性能、高耐受力的静电放电保护器件。为了达到保护芯片抵御静电打击的目的，目前已有多种静电防护器件被提出。在集成电路中，二极管、GGNMOS、SCR等都可以用来充当ESD 保护器件，其中可控硅器件（SCR）是最具有效率的 ESD 保护器件之一。

随着功率集成电路技术的快速进展，功率集成电路的ESD保护已成为一个主要的可靠性设计问题。SCR被经常用在功率集成电路VDD和VSS之间进行ESD保护。

对于高压端口ESD保护，难点在于LDMOS ESD保护器件的设计。对于40 V LDMOS，当有异常大的ESD脉冲时，LDMOS可以工作在一次雪崩击穿后的大电流区，此时LDMOS自身属于自保护器件，但是由于横向寄生NPN晶体管Q1在ESD脉冲下有时很难开启，所以容易受ESD脉冲的冲击而损坏，为提高ESD保护能力可采取多种方法。

可控硅 （Silicon controlled rectifier – SCR）也叫晶闸管在功率器件中广泛应用，因为它可以在高阻态与低阻态之间切换，可用作电源开关，然而它同时也是十分有效的 ESD 保护器件，由于其维持电压很低，所以能够承受很高的ESD 电流，因此，SCR 天然具有高的ESD 鲁棒性。相较其他 ESD 保护器件，SCR 器件的单位面积 ESD 保护能力最强。一般SCR器件为低维持电压ESD 保护器件，结构如图1所示，其维持电压比较低，如果维持电压低于VDD，电路会有latch up闩锁的风险，在闩锁情况下，器件在电源与地之间形成短路，造成大电流、EOS（电过载）和器件损坏。因此对于高维持电压的SCR研制有比较大的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有高维持电压的LDMOS结构的ESD保护器件，满足使用需求。

本实用新型的目的是这样实现的：一种具有高维持电压的LDMOS结构的ESD保护器件，包括P型衬底，P型衬底上层设有深N阱，深N阱上层从一侧到另一侧依次设有第一N阱、第一P阱、第二N阱和第二P阱，第一N阱上层设有P+注入区，第一P阱上层设有浅槽隔离区，第二P阱上层设有N+注入区，P+注入区引出有阳极，N+注入区引出有阴极。

本实用新型的具有高维持电压的LDMOS结构的ESD保护器件，通过位于中间区域的第一P阱的阻挡电流，使SCR电流路径变窄，同时延长电流路径，提高了维持电压。

作为本实用新型的进一步改进，第一N阱的长度大于第一P阱、第二N阱和/或第二P阱的长度，以进一步延长电流路径，提高维持电压。

附图说明