[实用新型]一种具有类鳍式LDMOS结构的高压ESD保护器件

摘要

一种具有类鳍式LDMOS结构的高压ESD保护器件，可用于片上IC高压ESD保护电路。主要由P衬底、P阱、N阱、第一场氧隔离区、第一P+注入区、第一N+注入区、第一鳍式多晶硅栅、第二N+注入区、第二鳍式多晶硅栅、第三N+注入区、LDMOS多晶硅栅、第二P+注入区、第三鳍式多晶硅栅、第三P+注入区、第四鳍式多晶硅栅、第四P+注入区、第四N+注入区、第二场氧隔离区和第三场氧隔离区构成。该器件在ESD脉冲作用下，器件内部可形成LDMOS-SCR结构的ESD电流泄放路径、鳍式栅控反偏二极管结构的电流泄放路径、栅接电源PMOS与栅接地NMOS串联结构的电流泄放路径，可降低器件的触发电压、提高维持电压，增强器件的电压箝制能力和ESD鲁棒性，此外，鳍式栅控反偏二极管的设计可提高器件的开启速度。

主权项

一种具有类鳍式LDMOS结构的高压ESD保护器件，其包括具有LDMOS‑SCR结构的电流泄放路径、具有鳍式栅控反偏二极管结构的电流泄放路径、栅接电源PMOS与栅接地NMOS串联的电流泄放路径，以增强器件的ESD鲁棒性，提高维持电压，其特征在于：主要由P衬底(101)、P阱(102)、N阱(103)、第一场氧隔离区(104)、第一P+注入区(105)、第一N+注入区(106)、第一鳍式多晶硅栅(107)、第二N+注入区(108)、第二鳍式多晶硅栅(109)、第三N+注入区(110)、LDMOS多晶硅栅(111)、第二P+注入区(112)、第三鳍式多晶硅栅(113)、第三P+注入区(114)、第四鳍式多晶硅栅(115)、第四P+注入区(116)、第四N+注入区(117)、第二场氧隔离区(118)和第三场氧隔离区(119)构成；在所述P衬底(101)的表面区域从左至右依次设有所述P阱(102)和所述N阱(103)，所述P衬底(101)的左侧边缘与所述P阱(102)的左侧边缘相连，所述P阱(102)的右侧与所述N阱(103)的左侧相连，所述N阱(103)的右侧与所述P衬底(101)的右侧边缘相连；在所述P阱(102)的表面区域从左至右依次设有所述第一场氧隔离区(104)、所述第一P+注入区(105)和P‑N交叠区，所述P‑N交叠区由所述第一N+注入区(106)、所述第一鳍式多晶硅栅(107)、所述第二N+注入区(108)、所述第二鳍式多晶硅栅(109)和所述第三N+注入区(110)沿器件宽度方向依次交替排列，所述第一场氧隔离区(104)的左侧与所述P阱(102)的左侧边缘相连，所述第一场氧隔离区(104)的右侧与所述第一P+注入区(105)的左侧相连，所述第一P+注入区(105)右侧与所述P‑N交叠区的左侧相连；在所述N阱(103)的表面区域从左至右依次设有所述第三场氧隔离区(119)、P‑P交叠区、所述第四N+注入区(117)和所述第二场氧隔离区(118)，所述P‑P交叠区由所述第二P+注入区(112)、所述第三鳍式多晶硅栅(113)、所述第三P+注入区(114)、所述第四鳍式多晶硅栅(115)、所述第四P+注入区(116)沿器件宽度方向依次交替排列，所述第三场氧隔离区(119)右侧与所述P‑P交叠区左侧相连，所述P‑P交叠区右侧与所述第四N+注入区(117)左侧相连，所述第四N+注入区(117)右侧与所述第二场氧隔离区(118)左侧相连，所述第二场氧隔离区(118)右侧与所述N阱(103)右侧边缘相连；所述LDMOS多晶硅栅(111)横跨在所述P阱(102)和所述N阱(103)的表面部分区域，所述LDMOS多晶硅栅(111)的左侧与所述P‑N交叠区的右侧相连，所述LDMOS多晶硅栅(111)的右侧与所述第三场氧隔离区(119)的左侧相连；所述第一P+注入区(105)与第一金属1(201)相连，所述第一N+注入区(106)与第二金属1(202)相连，所述第一鳍式多晶硅栅(107)与第三金属1(203)相连，所述第二N+注入区(108)与第四金属1(204)相连，所述第二鳍式多晶硅栅(109)与第五金属1(205)相连，所述第三N+注入区(110)与第六金属1(206)相连，所述LDMOS多晶硅栅(111)与第七金属1(207)相连，所述第二P+注入区(112)与第八金属1(208)相连，所述第三鳍式多晶硅栅(113)与第九金属1(209)相连，所述第三P+注入区(114)与第十金属1(210)相连，所述第四鳍式多晶硅栅(115)与第十一金属1(211)相连，所述第四P+注入区(116)与第十二金属1(212)相连，所述第四N+注入区(117)与第十三金属1(213)相连，所述第四金属1(204)与第十四金属1(214)相连，所述第十金属1(210)与所述第十四金属1(214)相连；所述第一金属1(201)、所述第二金属1(202)、所述第三金属1(203)、所述第五金属1(205)、所述第六金属1(206)、所述第七金属1(207)均与第一金属2(301)相连，从所述第一金属2(301)引出第一电极(303)，用作器件的金属阴极；所述第八金属1(208)、所述第九金属1(209)、所述第十一金属1(211)、所述第十二金属1(212)和所述第十三金属1(213)均与第二金属2(302)相连，从所述第二金属2(302)引出第二电极(304)，用作器件的金属阳极。