的，通过改变P型注入效率调节阱12的掺杂浓度可以改变PNP双极型晶体管的发射极注入效率进而改变电流放大系数，而器件的维持电压大小与电流放大系数直接相关，所以通过改变P型注入效率调节阱12的掺杂浓度可以调节器件的维持电压，使其更好的符合工作电压不同的系统中ESD设计窗口对维持电压的要求。
[0012](4)本发明结构的维持电压是可以调节的，还可以通过在版图上改变P型注入效率调节阱12与N型阴区5的相邻边界之间的距离来改变PNP双极型晶体管的基极传输系数进而改变电流放大系数，而器件的维持电压大小与电流放大系数直接相关，所以通过在版图上改变P型注入效率调节阱12与N型阴区5的相邻边界之间的距离可以调节器件的维持电压，使其更好的符合工作电压不同的系统中ESD设计窗口对维持电压的要求。
[0013](5)本发明结构在拥有高的鲁棒性的同时并不改变器件原来的版图面积，且不需要额外的工艺流程。
【附图说明】
[0014]图1所示为传统的高压反偏二极管的剖面结构。
[0015]图2所示为传统的高压PNP双极型晶体管的剖面结构。
[0016]图3所示为本发明中高鲁棒性的高压ESD保护器件的剖面结构。
[0017]图4所示为本发明中高鲁棒性的高压ESD保护器件的等效电路图。
[0018]图5所示为本发明中高鲁棒性的高压ESD保护器件和传统的高压反偏二极管以及传统的高压PNP双极型晶体管的的传输线脉冲(TLP)测试结果的比较图，均采用宽度为10000 μ m的器件。
【具体实施方式】
[0019]—种高鲁棒性的高压ESD保护器件，包括:P型衬底1，在P型衬底1上设有埋氧化层2，在埋氧化层2上设有N型外延层3，在N型外延层3的上部设有第一低压N型阱4、第一低压P型阱7，在第一低压N型阱4内设有N型阴区5，在第一低压P型阱7内设有P型阳区8，在N型外延层3的上表面上设有场氧化层10且所述场氧化层10位于N型阴区5与P型阳区8之间，在N型阴区5、场氧化层10及P型阳区8的上表面设有钝化层11，在N型阴区5上连接有阴极金属6，在P型阳区8上连接有阳极金属9，其特征在于，在第一低压N型阱4内设有P型注入效率调节阱12，所述的N型阴区5位于P型注入效率调节阱12内。
[0020]所述的P型注入效率调节阱12的掺杂浓度是P型阳区8的掺杂浓度的20%?30%, P型注入效率调节阱12的掺杂浓度是第一低压N型阱4的掺杂浓度的20?50倍。
[0021]所述的P型注入效率调节阱12与N型阴区5的相邻边界之间的距离要大于
0.5 μ m，P型注入效率调节阱12与第一低压N型阱4的相邻边界之间的距离要大于0.5 μ m。
[0022]所述的场氧化层10与N型阴区5的相邻边界相切，场氧化层10与P型阳区8的相邻边界相切。
[0023]本发明采用如下方法来制备:
[0024]第一步，取具有P型衬底的绝缘体上硅圆片，通过高能量磷离子注入，并高温退火形成N型外延层3。
[0025]第二步，以高能量的硼离子注入，高温退火后形成第一低压P型阱7。
[0026]第三步，以高能量的磷离子注入，高温退火后形成第一低压N型阱4。
[0027]第四步，淀积并刻蚀氮化硅，在高温下生长场氧化层10。
[0028]第五步，通过高能量的硼离子注入，激活后形成P型注入效率调节阱12。
[0029]第六步，通过高剂量的硼离子和磷离子注入，制作各个电极接触区。
[0030]第七步，淀积二氧化硅，刻蚀电极接触孔后淀积金属引线层并刻蚀掉多余金属。
[0031]第八步，进行钝化层的制作。
【主权项】
1.一种高鲁棒性的高压静电放电保护器件，包括:p型衬底(1)，在P型衬底(1)上设有埋氧化层(2)，在埋氧化层(2)上设有N型外延层(3)，在N型外延层(3)的上部设有第一低压N型阱(4)、第一低压P型阱(7)，在第一低压N型阱(4)内设有N型阴区(5)，在第一低压P型阱(7)内设有P型阳区(8)，在N型外延层(3)的上表面上设有场氧化层(10)且所述场氧化层(10)位于N型阴区(5)与P型阳区⑶之间，在N型阴区(5)、场氧化层(10)及P型阳区⑶的上表面设有钝化层(11)，在N型阴区(5)上连接有阴极金属(6)，在P型阳区(8)上连接有阳极金属(9)，其特征在于，在第一低压N型阱(4)内设有P型注入效率调节阱(12)，所述的N型阴区(5)位于P型注入效率调节阱(12)内。2.根据权利要求1所述的一种高鲁棒性的高压静电放电保护器件，其特征在于，所述的P型注入效率调节阱(12)的掺杂浓度是P型阳区⑶的掺杂浓度的20%?30%，P型注入效率调节阱(12)的掺杂浓度是第一低压N型阱(4)的掺杂浓度的20?50倍。3.根据权利要求1所述的一种高鲁棒性的高压静电放电保护器件，其特征在于，所述的P型注入效率调节阱(12)与N型阴区(5)的相邻边界之间的距离要大于0.5 μπι，Ρ型注入效率调节阱(12)与第一低压Ν型阱(4)的相邻边界之间的距离要大于0.5 μπι。4.根据权利要求1所述的一种高鲁棒性的高压静电放电保护器件，其特征在于，所述的场氧化层(10)与Ν型阴区(5)的相邻边界相切，场氧化层(10)与Ρ型阳区⑶的相邻边界相切。
【专利摘要】一种高鲁棒性的高压静电放电保护器件，包括：P型衬底，在P型衬底上设有埋氧化层，在埋氧化层上设有N型外延层，在N型外延层的上部设有第一低压N型阱、第一低压P型阱，在第一低压N型阱内设有N型阴区，在第一低压P型阱内设有P型阳区，在N型外延层的上表面上设有场氧化层且所述场氧化层位于N型阴区与P型阳区之间，在N型阴区、场氧化层及P型阳区的上表面设有钝化层，在N型阴区上连接有阴极金属，在P型阳区上连接有阳极金属，其特征在于，在第一低压N型阱内设有P型注入效率调节阱，所述的N型阴区位于P型注入效率调节阱内。本发明在不改变原来版图面积的基础上，提高了电流泄放能力，降低了闩锁风险，增强了器件的ESD鲁棒性。
【IPC分类】H01L27/02
【公开号】CN105374814
【申请号】CN201510663114
【发明人】孙伟锋, 张春伟, 袁永胜, 刘超, 叶然, 刘斯扬, 陆生礼, 时龙兴
【申请人】东南大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月14日