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        雙向PNP結構的ESD器件的制作方法

        文檔序號:45765128發布日期:2026-06-10 01:02閱讀:1來源:國知局

        本發明涉及半導體器件制造領域,特別是指一種雙向pnp結構的esd器件。


        背景技術:

        1、在人類的生活、生產制造過程中,每時每刻都存在電荷積累和釋放現象,稱之為靜電。尤其是電荷釋放的瞬間,其作用時間短、瞬間電流大的特點,對工業制造危害性極大,特別是先進的集成電路產業。隨著集成電路向先進工藝的邁進,其柵氧化層厚度減薄至納米量級,極易在靜電釋放的過程中受到損傷。

        2、在部分電源總線或者工業通信類芯片會遇到這類情況,即總線上會出現負壓信號,芯片需要正常采集該信號,或對該信號保持透明。i/o上的負電壓不能對gnd漏電,并且保持一定的esd能力,這就需要設計一種雙向耐壓的esd器件。

        3、常見的是采用兩個單向的esd器件串聯保護,但是該方案會導致esd面積急劇增加。


        技術實現思路

        1、本發明所要解決的技術問題在于提供一種雙向pnp結構的esd器件,通過調節阱間間距,實現雙向同電位/異電位的?esd?防護。

        2、為解決上述問題,本發明提供一種雙向pnp結構的esd器件,包含:

        3、由p型襯底、p型埋層、最外兩側與p型埋層接觸的p阱形成所述esd器件結構形成區域的整體隔離區,所述最外側p阱pw中還具有p+區,并由所述p+區引出所述esd器件的接地端,作為esd器件整體pn結的p端;

        4、在所述的整體隔離區中,包含由n型埋層、n型深阱、n阱以及n阱中的n+區所形成的子隔離區,所述子隔離區包含從左至右的a、b、c、d四個相鄰的子隔離區;所述子隔離區中為隔離出的p型外延;

        5、所述的n阱及n+區,p阱pw及p+區之間均以淺槽隔離結構sti進行隔離;

        6、在所述的a、b、c、d四個子隔離區中的p型外延中,均具有p阱pw以及位于所述p阱中的端口p+區;其中,a、c子隔離區中的端口p+區引出后連在一起形成端口1,b、d子隔離區中的端口p+區引出后連在一起形成端口2;

        7、a、d子隔離區中的p阱分別與整體隔離區兩最外側的n阱,a子隔離區中的p阱與其另一側最近的n阱之間的間距為s2,d子隔離區中的p阱與其另一側最近的n阱之間的間距為s1;

        8、b、c子隔離區中的結構為對稱結構,其中,b子隔離區中,p阱位于中心處,p阱與兩側的n阱之間的間距為s1;在c子隔離區中,p阱位于中心且與兩側最近的n阱之間的間距為s2;

        9、間距s3大于間距s1、s2。

        10、進一步地,所述的p型襯底至少包含硅襯底、鍺硅襯底、砷化鎵襯底、氮化鎵襯底、碳化硅襯底。

        11、進一步地,所述的esd?器件擊穿后,電流通過p型外延、n型埋層、p型襯底形成低阻泄放路徑,將?esd電荷快速泄放到?gnd。

        12、進一步地,由于間距s3>s1、s2,使得兩端gnd側的pn結擊穿電壓更高,esd?過壓時優先觸發s1、s2處擊穿,確保?esd?電流優先從端口側泄放。

        13、進一步地,所述的間距s1決定了端口1到端口2的bv大小,所述的間距s2決定了端口2到端口1的bv大?。?/p>

        14、所述的間距s1和間距s2,為相等或者不相等。

        15、進一步地,通過調節間距s1和間距s2的大小,獲得不同的bv值;通過調節間距s1、s2的大小,實現雙向同電位/異電位的esd?防護。

        16、進一步地,當間距s1和間距s2相等時,端口1和端口2的擊穿電壓bv一致,實現雙向同電位的esd保護;

        17、當間距s1和間距s2不同時,端口1和端口2?的擊穿電壓bv不同,兩端觸發電壓不同,能適配不同電平的端口,實現雙向異電位的esd保護。

        18、進一步地,所述的esd器件能集成在其他芯片內部,節省版圖面積。

        19、本發明提供的一種雙向pnp結構的esd器件,設計間距s3>s1、s2,通過調節間距s1、s2的大小,精準控制兩端的bv實現雙向同電位/異電位的?esd?防護,可適配不同的電平需求;可同時保護端口1和端口2,無需額外的單向器件。其結構緊湊,可集成在芯片內部,節省版圖面積。


        技術特征:

        1.一種雙向pnp結構的esd器件,其特征在于:

        2.如權利要求1所述的雙向pnp結構的esd器件,其特征在于:所述的p型襯底至少包含硅襯底、鍺硅襯底、砷化鎵襯底、氮化鎵襯底、碳化硅襯底。

        3.如權利要求1所述的雙向pnp結構的esd器件,其特征在于:所述的esd?器件擊穿后,電流通過p型外延、n型埋層、p型襯底形成低阻泄放路徑,將?esd電荷快速泄放到?gnd。

        4.如權利要求1所述的雙向pnp結構的esd器件,其特征在于:

        5.如權利要求1所述的雙向pnp結構的esd器件,其特征在于:所述的間距s1決定了端口1到端口2的bv大小,所述的間距s2決定了端口2到端口1的bv大小;

        6.如權利要求5所述的雙向pnp結構的esd器件,其特征在于:

        7.如權利要求6所述的雙向pnp結構的esd器件,其特征在于:

        8.如權利要求1~7任一項所述的雙向pnp結構的esd器件,其特征在于:所述的esd器件能集成在其他芯片內部,節省版圖面積。


        技術總結
        本發明公開了一種雙向PNP結構的ESD器件,由P型襯底、P型埋層、最外兩側與P型埋層接觸的P阱形成整體隔離區;整體隔離區中包含A、B、C、D四個相鄰的子隔離區;A、C子隔離區中的端口P+區引出后連在一起形成端口1,B、D子隔離區中的端口P+區引出后連在一起形成端口2;A、D子隔離區中的P阱與接地側的P阱之間的間距為S3,A子隔離區中的P阱與其另一側的N阱之間的間距為S2,D子隔離區中的P阱與其另一側的N阱之間的間距為S1;S3大于間距S1、S2;本發明通過調節間距S1、S2的大小,實現雙向同電位/異電位的?ESD?防護,可適配不同的電平需求;可同時保護端口1和端口2,無需額外的單向器件。其結構緊湊,可集成在芯片內部,節省版圖面積。

        技術研發人員:范煒盛
        受保護的技術使用者:華虹半導體(無錫)有限公司
        技術研發日:
        技術公布日:2026/6/9
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