[发明专利]ESD保护器件、保护电路及制备方法

说明书

本发明提供一种ESD保护器件、保护电路及制备方法，所述ESD保护器件包括：半导体衬底，形成于所述半导体衬底上方的具有NMOS管的SCR结构、耦合结构及触发结构；其中，所述耦合结构的一端与所述SCR结构的正极连接，另一端与所述SCR结构的负极连接，耦合电压输出与所述SCR结构中NMOS管的栅极连接；所述触发结构的一端与所述SCR结构的正极连接，另一端与所述SCR结构中寄生NPN管的基极连接。通过本发明提供的ESD保护器件、保护电路及制备方法，解决了现有技术中ESD保护器件触发电压过高的问题。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，特别是涉及一种ESD保护器件、保护电路及制备方法。

背景技术

静电保护(ESD)是集成电路(IC)设计中的重要环节，随着工艺节点越来越小，或是一些高压应用的电压较高，对集成电路(IC)的ESD提出了更高的要求。目前，晶闸管(SCR)因具有ESD泄流能量强，寄生电容小的特征而应用到集成电路中，图1所示为传统的SCR结构，当有正的ESD脉冲加到正极时，N阱-P阱的反向PN结形成漏电流，随着正极电压的升高，漏电流也逐渐变大，当漏电流大到一定值时，N阱-P阱-N+(负极)所形成的寄生NPN管T2的基极-发射极(P阱-负极)发生正偏，T2导通形成从N阱到负极(N+)的电流，此电流使得寄生PNP管T1的发射极-基极(正极-N阱)也发生正偏，T1随之导通，从而构成正反馈效应，形成从正极到负极的P-N-P-N低阻通路，也就是晶闸管开启了，从而泄放ESD电流，对其他被保护电路起到保护作用。

然而，传统晶闸管(SCR)的触发(开启)电压由N阱-P阱的反向击穿电压决定，由于阱的掺杂浓度很低，所以这个电压通常会非常高，因此限制传统晶闸管广泛应用的其中一个比较大的弱点就是其触发电压过高，过高的触发电压会导致SCR未完全开启，而被保护器件已经被烧毁。

因此寻找更为有效的静电保护器件或结构成为了我们急需解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供ESD保护器件、保护电路及制备方法，用于解决现有技术中ESD保护器件触发电压过高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种ESD保护器件，所述ESD保护器件包括：

半导体衬底，形成于所述半导体衬底上方的具有NMOS管的SCR结构、耦合结构及触发结构；其中，

所述耦合结构的一端与所述SCR结构的正极连接，另一端与所述SCR结构的负极连接，耦合电压输出与所述SCR结构中NMOS管的栅极连接；所述触发结构的一端与所述SCR结构的正极连接，另一端与所述SCR结构中寄生NPN管的基极连接；

其中，在所述SCR结构的正极有正ESD脉冲时，通过所述耦合结构将所述SCR结构中NMOS管的栅极电压拉高。

可选地，所述SCR结构包括：

阱区层，形成于所述半导体衬底上方，包括：N阱区及与其相邻的P阱区；

掺杂层，形成于所述阱区层上方，从左至右依次包括：第一N型掺杂区、第一P型掺杂区、第二N型掺杂区、第三N型掺杂区、第二P型掺杂区及第三P型掺杂区，所述第二N型掺杂区位于所述N阱区和所述P阱区的交界处上方，且所述第二N型掺杂区和所述第三N型掺杂区之间形成有沟道区；

栅极，形成于所述沟道区上方，所述第二N型掺杂区、所述第三N型掺杂区、所述沟道区及所述栅极共同构成NMOS管；

所述第一N型掺杂区与所述第一P型掺杂区连接并引出所述SCR结构的正极，所述第三N型掺杂区与所述第三P型掺杂区连接并引出所述SCR结构的负极；