一种GCNMOS管和静电放电保护电路的制作方法

本申请涉及电子，具体而言，涉及一种gcnmos管和静电放电保护电路。

背景技术：

1、esd（electrostatic discharge，静电放电）是指具有不同静电电位的物体互相靠近或直接接触引起的电荷转移。esd是一种常见的近场危害源，可形成高电压，强电场，瞬时大电流，并伴有强电磁辐射，形成静电放电电磁脉冲。在电子制造业中，静电的来源是多方面的，如人体、塑料制品、有关的仪器设备以及电子元器件本身。尤其是在精密仪器的制造过程中，静电放电时很容易损坏灵敏的内部电路元件，esd防护对于器件鲁棒性，对于器件研究和系统设计非常重要。为了防止损坏仪器，防止静电放电（esd）是十分重要的。

2、mosfet（metal oxide semiconductor field effect transistor）器件又称金属氧化物半导体场效应晶体管，是esd防护中常用的一类器件，因其寄生bjt（bipolarjunction transistor，双极性结型晶体管）导通具有回滞特性，能将被保护电路钳位在较低的电压范围内，这大大降低了内部电路被击穿的风险。最基础的ggnmos（gate-groundedn-type mos，栅接地n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管）由于多叉指导通均匀性不佳，在实际产品设计中使用效果不佳。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请提供一种gcnmos管和静电放电保护电路，通过将gcnmos管的栅极结构设计为横纵交叉的形式，增加漏端和源端的接触面积，缓解了电流密度集中的问题，提升了器件的鲁棒性。

2、具体的，本申请的技术方案如下：

3、第一方面，本申请公开一种gcnmos管，包括：

4、p型衬底、n型有源区、第一电阻和“井”字形栅极结构；

5、其中，所述n型有源区位于所述p型衬底上方，所述n型有源区包括源极区、漏极区和隔开所述源极区、漏极区之间的“井”字形沟道区；

6、所述“井”字形栅极结构，覆盖在所述“井”字形沟道区的上方；所述“井”字形栅极结构包括至少一个横向栅极结构和至少一个纵向栅极结构，所述横向栅极结构与所述纵向栅极结构融合相交。

7、在一些实施方式中，所述“井”字形沟道区包括至少一条横向沟道和至少一条纵向沟道，所述横向沟道和所述纵向沟道融合相交。

8、在一些实施方式中，所述“井”字形沟道区包括n条所述横向沟道和m条所述纵向沟道；所述横向沟道和所述纵向沟道将所述有源区，划分为包括（n+1）×（m+1）个子区的阵列；

9、横向相邻或纵向相邻的两个子区分别为所述源极区和所述漏极区。

10、在一些实施方式中，其特征在于，

11、若目标子区为所述源极区，则所述目标子区的横向相邻子区和纵向相邻子区均为所述漏极区；

12、或，若目标子区为所述漏极区，则所述目标子区的横向相邻子区和纵向相邻子区均为所述源极区。

13、在一些实施方式中，每个所述源极区与每个所述漏极区中存在至少一个通孔；

14、所述源极区通过源极区通孔接地；所述漏极区通过漏极区通孔连接到外部电路的静电端。

15、在一些实施方式中，所述“井”字形栅极结构连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端接地；所述p型衬底接地。

16、第二方面，本申请还公开一种静电放电保护电路，包括功能电路，以及至少一个上述任一项实施方式中所述的gcnmos管；

17、所述gcnmos管的漏极区连接所述功能电路的静电端；所述gcnmos管的源极区接地，“井”字形栅极结构连接第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端接地。

18、与现有技术相比，本申请至少具有以下一项有益效果：

19、1、解决了gcnmos（gate-coupled n-type mos，栅耦合n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管）中引入电容占用面积，不引入电容寄生电容可能过小的问题，通过构建“井”字形栅极结构，使得器件的寄生电容扩大为之前的约两倍。在有限的面积范围内，实现构建的寄生电容尽可能大，不需要再额外引入电容，栅极即能耦合到高电位。

20、2、源极区与漏极区错位排列，形成多路流向的泄放路径，通过扩大漏端和源端的接触面积，避免电流密度不均引起热积聚而失效，同时改善了叉指间的导通均匀性。

技术特征：

1.一种gcnmos管，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种gcnmos管，其特征在于，所述“井”字形沟道区包括至少一条横向沟道和至少一条纵向沟道，所述横向沟道和所述纵向沟道融合相交。

3.如权利要求2所述的一种gcnmos管，其特征在于，所述“井”字形沟道区包括n条所述横向沟道和m条所述纵向沟道；所述横向沟道和所述纵向沟道将所述有源区，划分为包括（n+1）×（m+1）个子区的阵列；

4.如权利要求3所述的一种gcnmos管，其特征在于，

5.如权利要求1所述的一种gcnmos管，其特征在于，每个所述源极区与每个所述漏极区中存在至少一个通孔；

6.如权利要求1所述的一种gcnmos管，其特征在于，所述“井”字形栅极结构连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端接地；所述p型衬底接地。

7.一种静电放电保护电路，其特征在于，包括功能电路，以及至少一个权利要求1至6中任一项所述的gcnmos管；

技术总结
本申请公开了一种GCNMOS管和静电放电保护电路，其中一种GCNMOS管包括：P型衬底、N型有源区、第一电阻和“井”字形栅极结构；其中，所述N型有源区位于所述P型衬底上方，所述N型有源区包括源极区、漏极区和隔开所述源极区、漏极区之间的“井”字形沟道区；所述“井”字形栅极结构，覆盖在所述“井”字形沟道区的上方；所述“井”字形栅极结构包括至少一个横向栅极结构和至少一个纵向栅极结构，所述横向栅极结构与所述纵向栅极结构融合相交。本申请通过将GCNMOS管的栅极结构设计为横纵交叉的形式，增加漏端和源端的接触面积，缓解了电流密度集中的问题，提升了器件的鲁棒性。

技术研发人员：周立人,周墨
受保护的技术使用者：上海韬润半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15