[发明专利]一种用于ESD保护的低压SCR器件

说明书

本发明属于静电防护技术领域，提供一种用于ESD保护的低压单向/双向SCR器件；相较于传统静电防护器件，本发明采用新型结构设计使得器件的辅助触发通路(正向/反向)包含3个N+/P‑WELL二极管，进而使得器件的直流阻塞能力得到增强，从而获得比传统静电防护器件更低的漏电流、更低的静态功耗、以及更加稳定的寄生电容值，获得更好的静电防护效果；相较于现有用于ESD保护的低功耗双向SCR器件，本发明采用新型结构设计能够避免器件结构中潜在的PNPN串通现象，使得低压双向SCR器件在工作电压为1.5V时不会出现漏电流陡增现象，即本发明器件在1.5V以上、1.8V以下的工作电压时依然能够实现有效的、较低功耗的ESD保护。

技术领域

本发明属于静电防护技术领域，具体涉及一种用于ESD保护的低压单向和双向SCR器件。

背景技术

随着集成电路工艺的不断发展，静电放电(Electro-Static Discharge、简称ESD)事件带来的芯片损伤愈发严重，严重制约了半导体产品的可靠性；因此，为芯片提供有效的片上(on chip)ESD防护设计是十分必要的；并且，整体来说，制造工艺越先进，ESD防护工程的难度就越大。

在众多可供选择的ESD防护器件中，SCR(Silicon-Controlled-Rectifier、可控硅整流器)具有非常高的面积效率得到广泛应用。而在低压领域广泛使用的是直连型SCR(DCSCR、directly-connected SCR)，其传统双向结构如图1所示，其等效电路如图2所示；该结构中，正向的辅助触发通路(从PAD1到PAD2)由线101、P+121、N120、N+122、线103、P+151、P150、N+152、线102构成，可以看出正向的辅助触发通路为一个二极管串，所包含的二极管个数为2，即一个P+/N-WELL二极管(P+121和N120组成的二极管)和一个N+/P-WELL二极管(N+152和P150组成的二极管)；反向的辅助触发通路(从PAD2到PAD1)由线105、P+132、N130、N+131、线106、P+172、P170、N+171、线104构成，可以看出反向的辅助触发通路同样为一个二极管串，所包含的二极管个数为2，即一个P+/N-WELL二极管(P+132和N130组成的二极管)和一个N+/P-WELL二极管(N+171和P170组成的二极管)；该双向结构能够实现双向保护，但是存在漏电流大的问题，进而大幅增加芯片的静态功耗。