的，通過改變P型注入效率調(diào)節(jié)阱12的摻雜濃度可以改變PNP雙極型晶體管的發(fā)射極注入效率進(jìn)而改變電流放大系數(shù)，而器件的維持電壓大小與電流放大系數(shù)直接相關(guān)，所以通過改變P型注入效率調(diào)節(jié)阱12的摻雜濃度可以調(diào)節(jié)器件的維持電壓，使其更好的符合工作電壓不同的系統(tǒng)中ESD設(shè)計(jì)窗口對(duì)維持電壓的要求。
[0012](4)本發(fā)明結(jié)構(gòu)的維持電壓是可以調(diào)節(jié)的，還可以通過在版圖上改變P型注入效率調(diào)節(jié)阱12與N型陰區(qū)5的相鄰邊界之間的距離來改變PNP雙極型晶體管的基極傳輸系數(shù)進(jìn)而改變電流放大系數(shù)，而器件的維持電壓大小與電流放大系數(shù)直接相關(guān)，所以通過在版圖上改變P型注入效率調(diào)節(jié)阱12與N型陰區(qū)5的相鄰邊界之間的距離可以調(diào)節(jié)器件的維持電壓，使其更好的符合工作電壓不同的系統(tǒng)中ESD設(shè)計(jì)窗口對(duì)維持電壓的要求。
[0013](5)本發(fā)明結(jié)構(gòu)在擁有高的魯棒性的同時(shí)并不改變器件原來的版圖面積，且不需要額外的工藝流程。
【附圖說明】
[0014]圖1所示為傳統(tǒng)的高壓反偏二極管的剖面結(jié)構(gòu)。
[0015]圖2所示為傳統(tǒng)的高壓PNP雙極型晶體管的剖面結(jié)構(gòu)。
[0016]圖3所示為本發(fā)明中高魯棒性的高壓ESD保護(hù)器件的剖面結(jié)構(gòu)。
[0017]圖4所示為本發(fā)明中高魯棒性的高壓ESD保護(hù)器件的等效電路圖。
[0018]圖5所示為本發(fā)明中高魯棒性的高壓ESD保護(hù)器件和傳統(tǒng)的高壓反偏二極管以及傳統(tǒng)的高壓PNP雙極型晶體管的的傳輸線脈沖(TLP)測(cè)試結(jié)果的比較圖，均采用寬度為10000 μ m的器件。
【具體實(shí)施方式】
[0019]—種高魯棒性的高壓ESD保護(hù)器件，包括:P型襯底1，在P型襯底1上設(shè)有埋氧化層2，在埋氧化層2上設(shè)有N型外延層3，在N型外延層3的上部設(shè)有第一低壓N型阱4、第一低壓P型阱7，在第一低壓N型阱4內(nèi)設(shè)有N型陰區(qū)5，在第一低壓P型阱7內(nèi)設(shè)有P型陽(yáng)區(qū)8，在N型外延層3的上表面上設(shè)有場(chǎng)氧化層10且所述場(chǎng)氧化層10位于N型陰區(qū)5與P型陽(yáng)區(qū)8之間，在N型陰區(qū)5、場(chǎng)氧化層10及P型陽(yáng)區(qū)8的上表面設(shè)有鈍化層11，在N型陰區(qū)5上連接有陰極金屬6，在P型陽(yáng)區(qū)8上連接有陽(yáng)極金屬9，其特征在于，在第一低壓N型阱4內(nèi)設(shè)有P型注入效率調(diào)節(jié)阱12，所述的N型陰區(qū)5位于P型注入效率調(diào)節(jié)阱12內(nèi)。
[0020]所述的P型注入效率調(diào)節(jié)阱12的摻雜濃度是P型陽(yáng)區(qū)8的摻雜濃度的20%?30%, P型注入效率調(diào)節(jié)阱12的摻雜濃度是第一低壓N型阱4的摻雜濃度的20?50倍。
[0021]所述的P型注入效率調(diào)節(jié)阱12與N型陰區(qū)5的相鄰邊界之間的距離要大于
0.5 μ m，P型注入效率調(diào)節(jié)阱12與第一低壓N型阱4的相鄰邊界之間的距離要大于0.5 μ m。
[0022]所述的場(chǎng)氧化層10與N型陰區(qū)5的相鄰邊界相切，場(chǎng)氧化層10與P型陽(yáng)區(qū)8的相鄰邊界相切。
[0023]本發(fā)明采用如下方法來制備:
[0024]第一步，取具有P型襯底的絕緣體上硅圓片，通過高能量磷離子注入，并高溫退火形成N型外延層3。
[0025]第二步，以高能量的硼離子注入，高溫退火后形成第一低壓P型阱7。
[0026]第三步，以高能量的磷離子注入，高溫退火后形成第一低壓N型阱4。
[0027]第四步，淀積并刻蝕氮化硅，在高溫下生長(zhǎng)場(chǎng)氧化層10。
[0028]第五步，通過高能量的硼離子注入，激活后形成P型注入效率調(diào)節(jié)阱12。
[0029]第六步，通過高劑量的硼離子和磷離子注入，制作各個(gè)電極接觸區(qū)。
[0030]第七步，淀積二氧化硅，刻蝕電極接觸孔后淀積金屬引線層并刻蝕掉多余金屬。
[0031]第八步，進(jìn)行鈍化層的制作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高魯棒性的高壓靜電放電保護(hù)器件，包括:p型襯底(1)，在P型襯底(1)上設(shè)有埋氧化層(2)，在埋氧化層(2)上設(shè)有N型外延層(3)，在N型外延層(3)的上部設(shè)有第一低壓N型阱(4)、第一低壓P型阱(7)，在第一低壓N型阱(4)內(nèi)設(shè)有N型陰區(qū)(5)，在第一低壓P型阱(7)內(nèi)設(shè)有P型陽(yáng)區(qū)(8)，在N型外延層(3)的上表面上設(shè)有場(chǎng)氧化層(10)且所述場(chǎng)氧化層(10)位于N型陰區(qū)(5)與P型陽(yáng)區(qū)⑶之間，在N型陰區(qū)(5)、場(chǎng)氧化層(10)及P型陽(yáng)區(qū)⑶的上表面設(shè)有鈍化層(11)，在N型陰區(qū)(5)上連接有陰極金屬(6)，在P型陽(yáng)區(qū)(8)上連接有陽(yáng)極金屬(9)，其特征在于，在第一低壓N型阱(4)內(nèi)設(shè)有P型注入效率調(diào)節(jié)阱(12)，所述的N型陰區(qū)(5)位于P型注入效率調(diào)節(jié)阱(12)內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高魯棒性的高壓靜電放電保護(hù)器件，其特征在于，所述的P型注入效率調(diào)節(jié)阱(12)的摻雜濃度是P型陽(yáng)區(qū)⑶的摻雜濃度的20%?30%，P型注入效率調(diào)節(jié)阱(12)的摻雜濃度是第一低壓N型阱(4)的摻雜濃度的20?50倍。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高魯棒性的高壓靜電放電保護(hù)器件，其特征在于，所述的P型注入效率調(diào)節(jié)阱(12)與N型陰區(qū)(5)的相鄰邊界之間的距離要大于0.5 μπι，Ρ型注入效率調(diào)節(jié)阱(12)與第一低壓Ν型阱(4)的相鄰邊界之間的距離要大于0.5 μπι。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高魯棒性的高壓靜電放電保護(hù)器件，其特征在于，所述的場(chǎng)氧化層(10)與Ν型陰區(qū)(5)的相鄰邊界相切，場(chǎng)氧化層(10)與Ρ型陽(yáng)區(qū)⑶的相鄰邊界相切。
【專利摘要】一種高魯棒性的高壓靜電放電保護(hù)器件，包括：P型襯底，在P型襯底上設(shè)有埋氧化層，在埋氧化層上設(shè)有N型外延層，在N型外延層的上部設(shè)有第一低壓N型阱、第一低壓P型阱，在第一低壓N型阱內(nèi)設(shè)有N型陰區(qū)，在第一低壓P型阱內(nèi)設(shè)有P型陽(yáng)區(qū)，在N型外延層的上表面上設(shè)有場(chǎng)氧化層且所述場(chǎng)氧化層位于N型陰區(qū)與P型陽(yáng)區(qū)之間，在N型陰區(qū)、場(chǎng)氧化層及P型陽(yáng)區(qū)的上表面設(shè)有鈍化層，在N型陰區(qū)上連接有陰極金屬，在P型陽(yáng)區(qū)上連接有陽(yáng)極金屬，其特征在于，在第一低壓N型阱內(nèi)設(shè)有P型注入效率調(diào)節(jié)阱，所述的N型陰區(qū)位于P型注入效率調(diào)節(jié)阱內(nèi)。本發(fā)明在不改變?cè)瓉戆鎴D面積的基礎(chǔ)上，提高了電流泄放能力，降低了閂鎖風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)了器件的ESD魯棒性。
【IPC分類】H01L27/02
【公開號(hào)】CN105374814
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510663114
【發(fā)明人】孫偉鋒, 張春偉, 袁永勝, 劉超, 葉然, 劉斯揚(yáng), 陸生禮, 時(shí)龍興
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月14日