静电保护结构及其制备方法与流程

本技术涉及半导体，特别是涉及一种静电保护结构及其制备方法。

背景技术：

1、随着高压器件在集成电路中的应用越来越广泛，对其抗静电(electrostaticdischarge，esd)能力的要求也越来越高。通常高压静电保护结构为由多个低压器件串联组成的结构，以达到耐高压的需求。

2、然而，传统的高压静电防护结构通常正向耐压没有问题，但是反向却耐不了高的电压，存在反向耐压问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对传统的高压静电防护结构存在的反向耐压问题，提供一种静电保护结构及其制备方法，保证高压静电防护结构的esd能力。

2、为了实现上述目的，本技术提供了一种静电保护结构及其制备方法。

3、一种静电保护结构，包括：

4、衬底，具有第一导电类型；

5、埋层，位于所述衬底中，具有第二导电类型，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；

6、第一深阱和第二深阱，间隔设置于所述衬底的上表层，且均具有所述第一导电类型；其中，所述第一深阱的上表层设有第一阱区，所述第一阱区的上表层设有第一重掺杂区；所述第二深阱的上表层设有第二阱区，所述第二阱区的上表层设有第二重掺杂区；

7、第三深阱，位于所述埋层的上表面且浮空设置，且位于所述第一深阱和所述第二深阱之间且分别与所述第一深阱和所述第二深阱间隔设置，具有所述第二导电类型；

8、第四深阱，设置于所述埋层的上表面，且位于所述第二深阱的外围；所述第四深阱的上表层设有第四阱区，所述第四阱区的上表层设有第三重掺杂区，所述第三重掺杂区浮空引出作为所述静电保护结构的隔离端口；

9、其中，所述第一阱区、所述第一重掺杂区、所述第二阱区和所述第二重掺杂区均具有所述第一导电类型；所述第四深阱、所述第四阱区和所述第三重掺杂区具有所述第二导电类型；

10、所述第一重掺杂区引出作为第一电极，并与静电端口连接，所述第二重掺杂区引出作为第二电极并接于地。

11、在其中一个实施例中，所述第一导电类型为p型，所述第二导电类型为n型；当所述静电端口输入静电电压时：

12、所述第一重掺杂区、所述第三深阱以及所述第二重掺杂区共同构成pnp晶体管。

13、在其中一个实施例中，当所述静电电压为正电压时：

14、所述第一电极作为所述pnp晶体管的发射极，所述第二电极作为所述pnp晶体管的集电极，所述埋层和所述第三深阱共同作为所述pnp晶体管的基极。

15、在其中一个实施例中，当所述静电电压为负电压时：

16、所述第一电极作为所述pnp晶体管的集电极，所述第二电极作为所述pnp晶体管的发射极，所述埋层和所述第三深阱共同作为所述pnp晶体管的基极。

17、在其中一个实施例中，所述第一深阱的数量为一个或多个，多个所述第一深阱间隔设置；

18、其中，各所述第一深阱的两侧均间隔设置有所述第二深阱，各所述第一深阱和所述第二深阱之间设有所述第三深阱，各所述第一深阱的上表层的所述第一阱区分别与所述静电端口连接。

19、在其中一个实施例中，各所述第一深阱的每一侧各设置有一所述第二深阱或各所述第一深阱对应一所述第二深阱且所述第二深阱围绕设于所述第一深阱的外围。

20、在其中一个实施例中，每一所述第二深阱的上表层设有一所述第二阱区，每一所述第二阱区的上表层设有一所述第二重掺杂区；

21、多个所述第二重掺杂区之间电性连接以作为所述第二电极。

22、在其中一个实施例中，所述静电保护结构还包括：

23、第五深阱，设置于所述衬底的上表层，且邻接于所述第四深阱的外围；

24、其中，所述第五深阱的上表层设有第五阱区，所述第五阱区的上表层设有与所述第三重掺杂区彼此隔离的第四重掺杂区，所述第四重掺杂区引出并与所述第二电极连接；

25、所述第五深阱、所述第五阱区和所述第四重掺杂区均具有所述第一导电类型。

26、在其中一个实施例中，所述第四深阱为环形结构且环绕于所述第二深阱的外围；

27、所述第五深阱为环形结构且环绕于所述第四深阱。

28、一种静电保护结构的制备方法，包括：

29、提供衬底，所述衬底具有第一导电类型；

30、在所述衬底中形成埋层；其中，所述埋层具有第二导电类型，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；

31、在所述衬底的上表层形成间隔设置的第一深阱和第二深阱；在所述第一深阱的上表层形成第一阱区，在所述第一阱区的上表层形成第一重掺杂区；在所述第二深阱的上表层形成第二阱区，在所述第二阱区的上表层形成第二重掺杂区；其中，所述第一深阱和所述第二深阱均具有所述第一导电类型；

32、在所述埋层的上表面形成浮空设置的第三深阱，所述第三深阱位于所述第一深阱和所述第二深阱之间，并分别与所述第一深阱和所述第二深阱间隔设置，所述第三深阱具有所述第二导电类型；

33、在所述埋层的上表面形成位于所述第二深阱外围的第四深阱，在所述第四深阱的上表层形成第四阱区，在所述第四阱区的上表层形成第三重掺杂区，所述第三重掺杂区浮空引出作为所述静电保护结构的隔离端口；

34、其中，所述第一阱区、所述第一重掺杂区、所述第二阱区和所述第二重掺杂区均具有所述第一导电类型；

35、所述第四深阱、所述第四阱区和所述第三重掺杂区具有所述第二导电类型；

36、所述第一重掺杂区引出作为第一电极，并与静电端口连接，所述第二重掺杂区引出作为第二电极并接于地。

37、上述静电保护结构及其制备方法，当静电端口h输入正电压且第三深阱与第二重掺杂区之间的pn结被击穿时，第一电极与第二电极之间电流导通，第一重掺杂区、第一阱区和第一深阱形成的整体与第三深阱和埋层形成的整体之间的pn结发生正偏，埋层和第三深阱形成的整体与第二深阱、第二阱区和第二重掺杂区形成的整体之间的pn结形成反偏，从而形成不同电压偏向的静电泄放潜在路径，满足bjt的放大状态，大电流会从静电端口h经由第一电极和第二电极流向静电端口l，从而达到泄放静电的目的。当静电端口输入负电压且第三深阱与第一重掺杂区之间的pn结被击穿时，第二电极与第一电极之间电流导通，第二重掺杂区、第二阱区和第二深阱形成的整体与第三深阱和埋层形成的整体之间的pn结发生正偏，第一重掺杂区、第一阱区和第一深阱形成的整体与埋层和第三深阱形成的整体之间的pn结形成反偏，从而也可形成不同电压偏向的静电泄放潜在路径，满足bjt的放大状态，大电流会从静电端口l经由第一电极和第二电极流向静电端口h，从而达到泄放静电的目的。如此，当静电保护结构处于正向耐压模式时，利用了第一电极与第二电极之间电流导通的能力进行正向耐压，具有更高的静电维持电压，不容易发生闩锁效应。当静电保护结构处于负耐压模式时，也利用了第一电极与第二电极之间电流导通的能力进行反向耐压，具有更高的静电维持电压，不容易发生闩锁效应。从而静电保护结构可以提高反向耐压并保证esd能力。