[发明专利]一种二极管触发的双向SCR器件

说明书

本发明公开了一种二极管触发的双向SCR器件，P型衬底上设有深N阱，在深N阱上依次设有第一P阱、N阱、第二P阱，第一P阱上表面开有沟槽一，第一P阱、N阱交界处开有沟槽二，N阱、第二P阱交界处开有沟槽三，第二P阱上表面开有沟槽四；沟槽一两边是第一P+注入区和第一N+注入区，沟槽二两边是第一N+注入区和第二N+注入区，沟槽三两边是第二N+注入区和第三N+注入区，沟槽四两边是第三N+注入区和第二P+注入区；第一P+注入区、第一N+注入区与阳极相连，第三N+注入区、第二P+注入区与阴极相连；第二N+注入区通过二极管串DS0连接二极管D3、二极管D4。本发明SCR器件触发速度快。

技术领域

本发明属于集成电路静电放电防护技术领域，涉及一种二极管触发的双向SCR器件，又称为二极管触发的双向可控硅整流器(SCR)器件。

背景技术

随着集成电路行业的快速发展，元器件的特征尺寸不断减小，氧化层越来越薄，集成电路元件对于静电放电现象也越来越敏感，每年都有大量集成电路由于静电放电(ESD)事件而失效，一些简单的ESD防护已经无法满足工业上集成电路对于ESD防护的高要求。因此，需要设计出新型的ESD防护电路从而适应半导体行业的发展。

在集成电路的ESD保护中，常用的ESD保护器件有二极管、MOS管、双极型晶体管、SCR等。SCR是单位面积下鲁棒性最高的ESD保护器件，且具有低电容和低漏电的优点。但是，传统SCR的触发电压很高，发生ESD事件时，往往SCR还未导通，内部电路的元件就已经遭到了破坏，在低压工艺集成电路中这种现象更为严重。在此基础上，出现了二极管串辅助触发的SCR器件，二极管辅助触发可以使SCR快速导通，因此可以有效的应用于低压工艺的ESD防护。除此之外，传统SCR只在正向上具有较高的鲁棒性，反向时相当于一个低掺杂浓度的二极管，鲁棒性较低，因此对于一些有较高双向ESD防护要求的情况就不再适用。

基于此，亟需研制一种快速导通的双向SCR器件。

发明内容

本发明的目的是提供一种二极管触发的双向SCR器件，解决了现有技术存在的SCR反向导电能力弱的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种二极管触发的双向SCR器件，包括P型衬底，在P型衬底上表面设置有深N阱，在深N阱上表面沿纵向依次设置有第一P阱、N阱、第二P阱，第一P阱上表面开有沟槽一，第一P阱、N阱的交界处开有沟槽二，N阱、第二P阱的交界处开有沟槽三，第二P阱上表面开有沟槽四；沟槽一两边分别是第一P+注入区和第一N+注入区，沟槽二两边分别是第一N+注入区和第二N+注入区，沟槽三两边分别是第二N+注入区和第三N+注入区，沟槽四两边分别是第三N+注入区和第二P+注入区；第一P+注入区和第一N+注入区位于第一P阱上表面，第二N+注入区位于N阱上表面，第三N+注入区和第二P+注入区位于第二P阱上表面；

第一P+注入区、第一N+注入区与器件阳极相连，第三N+注入区、第二P+注入区与器件阴极相连；第二N+注入区连接二极管串DS0的阳极，二极管串DS0的阴极连接二极管D3、二极管D4的阳级，二极管D4阴极与器件阳极相连，二极管D3阴极与器件阴极相连。

本发明的二极管触发的双向SCR器件，其特征还在于：

所述的第一P阱中的第一P+注入区与第一N+注入区采用并排的方式布局；第二P阱中第三N+注入区与第二P+注入区也采用并排的方式布局。

所述的第一P阱中的第一P+注入区与第一N+注入区采用并列的方式布局，即与沟槽二并列；第二P阱中第三N+注入区与第二P+注入区也采用并列的方式布局，即与沟槽三并列。

所述的第一P阱、N阱和第二P阱构成双极晶体管PNP1；N阱、第二P阱和第三N+注入区构成双极晶体管NPN1；N阱、第二P阱和第一N+注入区构成双极晶体管NPN2。

所述的第一P阱和N阱构成二极管D1，第二P阱和N阱构成二极管D2。