SCR型ESD防护器件、电子装置及制备方法与流程

本发明属于半导体集成电路领域，涉及一种scr型esd防护器件、电子装置及制备方法。

背景技术：

1、在集成电路的各个环节中，都有可能产生电荷的累积。在一定的条件下，电荷会发生转移，瞬间通过的大电流有可能超过器件的临界值而导致芯片烧毁。静电放电（electrostatic discharge，esd）是集成电路失效的最主要原因，特别在功率集成电路中表现得尤其突出。

2、随着芯片尺寸的微缩以及智能化水平的提高，静电或浪涌的危害程度逐渐提高，且芯片面积的不断减小和esd防护设计窗口的不断缩小都对esd防护器件的性能要求越来越严格。

3、为了保护器件内部电路和避免闩锁等问题，esd防护器件除了在esd防护设计窗口内设计外，还需具备低触发电压、高维持电压和低钳位等特点。可控硅整流器（siliconcontrolled rectifier，scr）能满足在小面积内泄放大电流，与ggmos（gate-groundedmos）、三极管或二极管等其他esd器件相比，其鲁棒性高、回滞强、面积小、钳位电压低，但是由于其维持电压低容易出现闩锁风险，这限制了scr型esd防护器件的应用。

4、因此，提供一种scr型esd防护器件、电子装置及制备方法，实属必要。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种scr型esd防护器件、电子装置及制备方法，用于解决现有技术中scr型esd防护器件的维持电压问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种scr型esd防护器件，所述scr型esd防护器件包括：

3、衬底，所述衬底中设置有n型埋层；

4、位于所述n型埋层上方的n型阱、第一p型阱及第二p型阱，且所述n型阱位于所述第一p型阱与所述第二p型阱之间；

5、位于所述第一p型阱内的第一p型接触、位于所述n型阱内的第二n型接触、位于所述第二p型阱内的第三n型接触及第四p型接触，以及沿横向部分位于所述n型阱内部分位于所述第二p型阱内、且沿纵向间隔设置的第五n型接触；

6、栅极结构，所述栅极结构位于所述第二p型阱上与所述第三n型接触及所述第五n型接触相接触，且显露间隔设置的所述第五n型接触之间的所述第二p型阱；

7、其中，所述第一p型接触与所述第二n型接触连接构成器件的阳极，所述栅极结构、所述第三n型接触及所述第四p型接触连接构成器件的阴极。

8、可选地，还包括第六p型接触，所述第六p型接触位于所述第二p型阱内且位于间隔设置的所述第五n型接触之间并与所述第五n型接触相接触。

9、可选地，所述第一p型阱及所述第二p型阱远离所述n型阱的一侧均设置有深槽隔离结构，且所述深槽隔离结构贯穿所述n型埋层。

10、可选地，所述n型埋层的掺杂浓度大于所述n型阱的掺杂浓度。

11、可选地，所述栅极结构包括具有栅氧介电层的多晶硅栅极结构或具有栅氧介电层的金属硅化物栅极结构。

12、本发明还提供一种电子装置，所述电子装置包括任一上述的scr型esd防护器件以及与所述scr型esd防护器件相连的电子组件。

13、本发明还提供一种scr型esd防护器件的制备方法，包括以下步骤：

14、提供衬底；

15、于所述衬底中形成n型埋层；

16、在所述n型埋层上方形成n型阱、第一p型阱及第二p型阱，且所述n型阱位于所述第一p型阱与所述第二p型阱之间；

17、在所述第一p型阱内形成第一p型接触、在所述n型阱内形成第二n型接触、在所述第二p型阱内形成第三n型接触及第四p型接触，以及在所述n型阱及所述第二p型阱内形成沿横向部分位于所述n型阱内部分位于所述第二p型阱内、且沿纵向间隔设置的第五n型接触；

18、形成栅极结构，所述栅极结构位于所述第二p型阱上与所述第三n型接触及所述第五n型接触相接触，且显露间隔设置的所述第五n型接触之间的所述第二p型阱；

19、连接所述第一p型接触与所述第二n型接触构成器件的阳极，连接所述栅极结构、所述第三n型接触及所述第四p型接触构成器件的阴极。

20、可选地，还包括形成第六p型接触的步骤，其中，形成的所述第六p型接触位于所述第二p型阱内且位于间隔设置的所述第五n型接触之间并与所述第五n型接触相接触。

21、可选地，还包括于所述第一p型阱及所述第二p型阱远离所述n型阱的一侧均形成贯穿所述n型埋层的深槽隔离结构的步骤。

22、可选地，形成的所述n型埋层的掺杂浓度大于所述n型阱的掺杂浓度。

23、如上所述，本发明的scr型esd防护器件、电子装置及制备方法，通过沿横向部分位于n型阱内部分位于第二p型阱内、且沿纵向间隔设置的第五n型接触，以及通过对第五n型接触的尺寸、间隔距离和数量的设置，可控制npn管向pnp管基区注入电流的大小，从而调控正反馈发生时对应的维持电压，其中，当第五n型接触的尺寸越大、数量越多、间距越小时，维持电压越大；进一步的，还可以在第二p型阱内及第五n型接触之间形成第六p型接触，通过调节第二p型阱中空穴的收集，调控npn管开启电压和电流增益，从而起到对维持电压调控的效果。本申请可提供维持电压可调的scr型esd保护器件，即提高了esd的泄放效率，又可避免闩锁发生。

技术特征：

1.一种scr型esd防护器件，其特征在于，所述scr型esd防护器件包括：

2.根据权利要求1所述的scr型esd防护器件，其特征在于：还包括第六p型接触，所述第六p型接触位于所述第二p型阱内且位于间隔设置的所述第五n型接触之间并与所述第五n型接触相接触。

3.根据权利要求1所述的scr型esd防护器件，其特征在于：所述第一p型阱及所述第二p型阱远离所述n型阱的一侧均设置有深槽隔离结构，且所述深槽隔离结构贯穿所述n型埋层。

4.根据权利要求1所述的scr型esd防护器件，其特征在于：所述n型埋层的掺杂浓度大于所述n型阱的掺杂浓度。

5.根据权利要求1所述的scr型esd防护器件，其特征在于：所述栅极结构包括具有栅氧介电层的多晶硅栅极结构或具有栅氧介电层的金属硅化物栅极结构。

6.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括权利要求1至5中任一所述的scr型esd防护器件以及与所述scr型esd防护器件相连的电子组件。

7.一种scr型esd防护器件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的scr型esd防护器件的制备方法，其特征在于：还包括形成第六p型接触的步骤，其中，形成的所述第六p型接触位于所述第二p型阱内且位于间隔设置的所述第五n型接触之间并与所述第五n型接触相接触。

9.根据权利要求7所述的scr型esd防护器件的制备方法，其特征在于：还包括于所述第一p型阱及所述第二p型阱远离所述n型阱的一侧均形成贯穿所述n型埋层的深槽隔离结构的步骤。

10.根据权利要求7所述的scr型esd防护器件的制备方法，其特征在于：形成的所述n型埋层的掺杂浓度大于所述n型阱的掺杂浓度。

技术总结
本发明提供一种SCR型ESD防护器件、电子装置及制备方法，通过间隔设置的第五N型接触，以及通过对第五N型接触的尺寸、间隔距离和数量的设置，可控制NPN管向PNP管基区注入电流的大小，从而调控正反馈发生时对应的维持电压；进一步的，还可以在第二P型阱内及第五N型接触之间形成第六P型接触，通过调节第二P型阱中空穴的收集，调控NPN管开启电压和电流增益，从而起到对维持电压调控的效果。本申请可提供维持电压可调的SCR型ESD保护器件，即提高了ESD的泄放效率，又可避免闩锁发生。

技术研发人员：刘尧,刘筱伟,杨超,周小雯,舒刚剑,刘森
受保护的技术使用者：微龛（广州）半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13