技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本
發(fā)明屬于
電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及
靜電放電(ESD：Electro-Static?discharge)保護(hù)電路的設(shè)計(jì)，尤指一種
二極管直連觸發(fā)的可控
硅整流器(Diode-Connected?Silicon-Controlled?Rectifier簡稱DCSCR)；具體為一種基于納米級集成電路工藝的雙向低觸發(fā)ESD保護(hù)器件。
背景技術(shù)
[0002] 靜電放電(Electro-Static?discharge，簡稱ESD)現(xiàn)象是指具有不同電勢的物體相互靠近或
接觸時(shí)發(fā)生的電荷轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。靜電放電過程中，由于放電時(shí)間極短，會產(chǎn)生很大的
電流。對于集成電路而言，這種大電流會損傷甚至燒毀內(nèi)部器件，導(dǎo)致芯片失效。靜電放電現(xiàn)象可能出現(xiàn)在芯片生產(chǎn)運(yùn)輸使用的各個(gè)環(huán)節(jié)，因此ESD防護(hù)措施對于芯片的可靠性而言是非常重要的。
[0003] 對于片上(on-chip)ESD防護(hù)，要在一個(gè)特定
半導(dǎo)體工藝上實(shí)現(xiàn)ESD器件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，首先要確定該工藝的ESD設(shè)計(jì)窗口；ESD設(shè)計(jì)窗口就是ESD器件的安全工作區(qū)域。ESD設(shè)計(jì)窗口由兩個(gè)邊界確定，窗口的下限為1.1*VDD(VDD為芯片I/O端
信號峰值或電源管腳的工作
電壓)，保護(hù)器件的箝位電壓要高于此邊界電壓以避免閂
鎖效應(yīng)的發(fā)生；設(shè)計(jì)窗口的上限為芯片內(nèi)部核心電路能正常承受而不損壞的最大電壓，保護(hù)器件要在該邊界電壓值之前觸發(fā)，一般來講這個(gè)邊界電壓值為0.9*BVox(BVox是柵
氧化層的
擊穿電壓)。設(shè)計(jì)窗口上、下限的乘積因子1.1和0.9表示為避免噪聲影響各留出10％的安全余量。如圖1(a)所示為一個(gè)單向的ESD器件設(shè)計(jì)窗口，其中，Vt1和It1是器件的觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流，Vh和Ih是器件的維持電壓和維持電流，Vt2和It2是器件的二次擊穿電壓和二次擊穿電流；從圖1(a)可以看出，器件的觸發(fā)電壓、維持電壓和二次擊穿電壓一定要在該ESD設(shè)計(jì)窗口范圍之內(nèi)，即1.1*VDD～0.9*BVox之間，才能對內(nèi)部電路起到有效的靜電防護(hù)。對于先進(jìn)集成電路工藝，
電源電壓較低；與此同時(shí)，薄氧器件的柵極氧化層厚度不斷減薄，使得其擊穿電壓值更??；進(jìn)而使得設(shè)計(jì)窗口更加狹小也大大增加了ESD防護(hù)設(shè)計(jì)的難度。
[0004] 在具體的應(yīng)用電路中，有時(shí)存在輸入端口有正、負(fù)電壓輸入的情況，在這種情況下，ESD防護(hù)設(shè)計(jì)還需要考慮輸入為負(fù)向電壓的情況。如圖1(b)所示為具有雙向回滯特性的ESD保護(hù)器件的設(shè)計(jì)窗口，雙向ESD設(shè)計(jì)窗口包括正向和負(fù)向兩個(gè)窗口，每個(gè)設(shè)計(jì)窗口對器件的I-V特性的要求同普通的單向ESD設(shè)計(jì)窗口一致；相比普通的單向ESD設(shè)計(jì)窗口，雙向ESD設(shè)計(jì)窗口要求ESD保護(hù)器件具有雙向的ESD防護(hù)能
力，這無疑增加了ESD器件的設(shè)計(jì)復(fù)雜度。
[0005] 如圖2所示為傳統(tǒng)的DCSCR(Diode-Connected?Silicon-Controlled?Rectifier)器件結(jié)構(gòu)，該DCSCR器件由二極管觸發(fā)部分和SCR電流泄放部分構(gòu)成；其中，p型重?fù)诫s區(qū)131、n型阱區(qū)130、n型重?fù)诫s區(qū)132構(gòu)成一個(gè)二極管，p型重?fù)诫s區(qū)141、p型阱區(qū)140、n型重?fù)诫s區(qū)142構(gòu)成一個(gè)二極管，兩個(gè)二極管經(jīng)金屬線150
串聯(lián)構(gòu)成器件觸發(fā)部分；p型重?fù)诫s區(qū)
131、n型阱區(qū)130、p型阱區(qū)140、n型重?fù)诫s區(qū)142構(gòu)成SCR電流泄放部分；陰影區(qū)域代表由
二氧化硅形成的
淺溝槽隔離(Shallow?Trench?Isolation,簡稱STI)。DCSCR器件的p型阱區(qū)
140在
水平方向上與n型阱區(qū)130相鄰且被n型阱區(qū)130包圍，p型阱區(qū)140在縱向方向上又被n型深阱區(qū)120將其與p型襯底110相隔離；所述p型重?fù)诫s區(qū)131與PAD1相連，作為DCSCR器件的
陽極；所述n型重?fù)诫s區(qū)142與PAD2相連，作為DCSCR器件的
陰極。
[0006] 當(dāng)給DCSCR器件的PAD1施加一個(gè)正脈沖且PAD2接地時(shí)，電流首先流經(jīng)由p型重?fù)诫s區(qū)131、n型阱區(qū)130、n型重?fù)诫s區(qū)132構(gòu)成的第一個(gè)二極管，經(jīng)過金屬線150又流經(jīng)由p型重?fù)诫s區(qū)141、p型阱區(qū)140、n型重?fù)诫s區(qū)142構(gòu)成的第二個(gè)二極管后到達(dá)PAD2；當(dāng)兩個(gè)二極管上的壓降分別達(dá)到其開啟電壓時(shí)，兩個(gè)二極管開啟，DCSCR器件觸發(fā)；此時(shí)，由于p型重?fù)诫s區(qū)131和n型阱區(qū)130構(gòu)成的p-n結(jié)正偏，因而，由p型重?fù)诫s區(qū)131、n型阱區(qū)130、p型阱區(qū)140構(gòu)成的寄生pnp晶體管導(dǎo)通，工作在放大區(qū)；同理，由于p型阱區(qū)140和n型重?fù)诫s區(qū)142構(gòu)成的p-n結(jié)正偏，則由n型阱區(qū)130、p型阱區(qū)140、n型重?fù)诫s區(qū)142構(gòu)成的寄生npn晶體管導(dǎo)通，工作在放大區(qū)；此后寄生pnp管的集
電極電流為寄生npn管提供基極電流，同時(shí)寄生npn管的集電極電流為寄生pnp管提供基極電流，兩管形成電流正反饋機(jī)制，由p型重?fù)诫s區(qū)131、n型阱區(qū)130、p型阱區(qū)140、n型重?fù)诫s區(qū)142構(gòu)成SCR電流泄放通路導(dǎo)通。
[0007] 當(dāng)給DCSCR器件的PAD1施加一個(gè)負(fù)脈沖且PAD2接地時(shí)，當(dāng)n型重?fù)诫s區(qū)142、p型阱區(qū)140構(gòu)成的p-n結(jié)和n型阱區(qū)130、p型重?fù)诫s區(qū)131構(gòu)成的p-n結(jié)的反偏，當(dāng)反向
偏壓大于等于上述兩個(gè)p-n結(jié)的擊穿電壓之和時(shí)，電流從PAD2流經(jīng)由n型重?fù)诫s區(qū)142、p型阱區(qū)140、p型重?fù)诫s區(qū)141構(gòu)成的二極管與由n型重?fù)诫s區(qū)132、n型阱區(qū)130、p型重?fù)诫s區(qū)131構(gòu)成的二極管的串聯(lián)通道到達(dá)PAD1；但是，由于二極管的反向擊穿電壓很大，所以DCSCR的反向
觸發(fā)電路的觸發(fā)電壓極大，因此并不能用于納米級集成電路工藝下的低觸發(fā)電壓窗口。
[0008] 基于此，本發(fā)明提出了一種可用于雙向ESD防護(hù)應(yīng)用的雙向DCSCR器件。
發(fā)明內(nèi)容
[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于納米級集成電路工藝的雙向低觸發(fā)ESD保護(hù)器件，實(shí)現(xiàn)雙向的低觸發(fā)、低阻抗ESD電流泄放通路，特別適用于納米級工藝下的雙向ESD防護(hù)需求。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0011] 一種基于集成電路工藝的雙向低觸發(fā)ESD保護(hù)器件，包括：
[0012] 第一種導(dǎo)電類型硅襯底110；
[0013] 所述第一種導(dǎo)電類型硅襯底110上形成相互毗鄰的第二種導(dǎo)電類型阱區(qū)130和第一種導(dǎo)電類型阱區(qū)140、且第一種導(dǎo)電類型阱區(qū)被第二種導(dǎo)電類型阱區(qū)所包圍；第一種導(dǎo)電類型阱區(qū)140與所述第一種導(dǎo)電類型硅襯底110之間通過第二種導(dǎo)電類型深阱區(qū)120相隔離；
[0014] 所述第二種導(dǎo)電類型阱區(qū)130內(nèi)設(shè)有第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A1131、第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B1132和第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A3133，且所述第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A3位于所述第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A1與第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B1之間；所述第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A1與器件的PAD1相連，所述第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A3與器件的PAD2相連；
[0015] 所述第一種導(dǎo)電類型阱區(qū)140內(nèi)設(shè)有第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A2141、第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B2142和第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B3143，且所述第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B2142位于所述第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A2141與第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B3143之間；所述第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B2142與器件的PAD2相連，所述第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B3143與器件的PAD1相連；
[0016] 所述第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B1132與第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A2141通過金屬互聯(lián)線150相連；
[0017] 所述第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A1131與第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A3133之間、所述第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A3133與第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B1132之間、所述第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B1132與第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A2141之間、所述第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A2141與第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B2142之間、所述第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B3143與第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B2142之間均設(shè)置有淺溝槽隔離。
[0018] 一種基于納米級集成電路工藝的雙向低觸發(fā)ESD保護(hù)器件，包括：
[0019] 第一種導(dǎo)電類型硅襯底110；
[0020] 所述第一種導(dǎo)電類型硅襯底110上形成相互毗鄰的第二種導(dǎo)電類型阱區(qū)130和第一種導(dǎo)電類型阱區(qū)140、且第一種導(dǎo)電類型阱區(qū)140被第二種導(dǎo)電類型阱區(qū)130所包圍；第一種導(dǎo)電類型阱區(qū)140與所述第一種導(dǎo)電類型硅襯底110之間通過第二種導(dǎo)電類型深阱區(qū)120相隔離；
[0021] 所述第二種導(dǎo)電類型阱區(qū)130內(nèi)依次設(shè)有第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A1131、第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B1132、第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A3133，且相鄰重?fù)诫s區(qū)之間均采用
多晶硅柵進(jìn)行隔離；所述第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A1與器件的PAD1相連，所述第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A3與器件的PAD2相連；
[0022] 所述第一種導(dǎo)電類型阱區(qū)140內(nèi)依次設(shè)有第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B2142、第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A2141和第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B3143，且相鄰的重?fù)诫s區(qū)之間均采用多晶硅柵進(jìn)行隔離；所述第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B2142與器件的PAD2相連，所述第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B3143與器件的PAD1相連；
[0023] 所述第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B1132與第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A2141通過金屬互聯(lián)線150相連；
[0024] 所述第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A1131與第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B2142對應(yīng)設(shè)置、且兩者之間均設(shè)有淺溝槽隔離；
[0025] 所述第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A3133與第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B3143對應(yīng)設(shè)置、且兩者之間均設(shè)有淺溝槽隔離；
[0026] 所述第二種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)B1132與第一種導(dǎo)電類型重?fù)诫s區(qū)A2141對應(yīng)設(shè)置、且兩者之間均設(shè)有淺溝槽隔離。
[0027] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0028] 本發(fā)明提供一種基于納米級集成電路工藝的雙向低觸發(fā)ESD保護(hù)器件，可使用在輸入端有正、負(fù)電壓的情況下，提供有效的雙向防護(hù)；且在版圖改進(jìn)后，該器件有更快的導(dǎo)通速度和更小的導(dǎo)通
電阻，器件性能得到了進(jìn)一步優(yōu)化。
附圖說明
[0029] 圖1(a)為傳統(tǒng)具有負(fù)阻特性的ESD保護(hù)器件I-V曲線與ESD設(shè)計(jì)窗口說明圖；
[0030] 圖1(b)為傳統(tǒng)具有雙向負(fù)阻特性的ESD保護(hù)器件I-V曲線與雙向ESD設(shè)計(jì)窗口說明圖；
[0031] 圖2為傳統(tǒng)DCSCR器件結(jié)構(gòu)；
[0032] 圖3為
實(shí)施例1用于納米級集成電路工藝下的雙向DCSCR器件結(jié)構(gòu)；
[0033] 圖4為實(shí)施例1用于納米級集成電路工藝下的雙向DCSCR器件結(jié)構(gòu)的一種版圖實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)；
[0034] 圖5為實(shí)施例2用于納米級集成電路工藝下的雙向DCSCR器件結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)型版圖實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
[0035] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0036] 實(shí)施例1
[0037] 本實(shí)施例提供一種基于納米級集成電路工藝的雙向低觸發(fā)ESD保護(hù)器件，該DCSCR器件結(jié)構(gòu)如圖3所示，具體包括：
[0038] p型硅襯底110；
[0039] 所述p型硅襯底110上形成相互毗鄰的阱區(qū)，所述阱區(qū)包括一個(gè)n型阱區(qū)130和一個(gè)p型阱區(qū)140，且所述p型阱區(qū)140被所述n型阱區(qū)130所包圍；
[0040] 所述p型硅襯底110上還形成n型深阱區(qū)120，且所述p型阱區(qū)140被所述n型深阱區(qū)120所包圍、所述n型深阱區(qū)120被所述n型阱區(qū)130所包圍；所述n型深阱區(qū)的作用是將其上方的所述p型阱區(qū)140與p型硅襯底110相隔離；
[0041] 所述n型阱區(qū)130內(nèi)設(shè)有p型重?fù)诫s區(qū)131、n型重?fù)诫s區(qū)132和p型重?fù)诫s區(qū)133，且所述p型重?fù)诫s區(qū)133位于所述p型重?fù)诫s區(qū)131與n型重?fù)诫s區(qū)132之間；所述p型重?fù)诫s區(qū)131與器件的PAD1相連，所述p型重?fù)诫s區(qū)133與器件的PAD2相連；
[0042] 所述p型阱區(qū)140內(nèi)設(shè)有p型重?fù)诫s區(qū)141、n型重?fù)诫s區(qū)142和n型重?fù)诫s區(qū)143；所述n型重?fù)诫s區(qū)142與器件的PAD2相連，所述n型重?fù)诫s區(qū)143與器件的PAD1相連；
[0043] 所述n型重?fù)诫s區(qū)132通過金屬互聯(lián)線150與p型重?fù)诫s區(qū)141相連；
[0044] 所述p型重?fù)诫s區(qū)131、p型重?fù)诫s區(qū)133、n型重?fù)诫s區(qū)132、p型重?fù)诫s區(qū)141、n型重?fù)诫s區(qū)142、n型重?fù)诫s區(qū)143之間均設(shè)有淺溝槽隔離(Shallow?Trench?Isolation,簡稱STI)，如圖3中陰影區(qū)域所示。
[0045] 本實(shí)施例中雙向DCSCR器件在傳統(tǒng)DCSCR器件
基礎(chǔ)上，在n型阱區(qū)130內(nèi)的p型重?fù)诫s區(qū)131和n型重?fù)诫s區(qū)132之間插入一個(gè)p型重?fù)诫s區(qū)133、且該p型重?fù)诫s區(qū)133與兩側(cè)的p型重?fù)诫s區(qū)131和n型重?fù)诫s區(qū)132之間均用STI進(jìn)行隔離；同時(shí)，本雙向DCSCR器件還在p型阱區(qū)140內(nèi)的n型重?fù)诫s區(qū)142距p型重?fù)诫s區(qū)141較遠(yuǎn)的一側(cè)插入一個(gè)n型重?fù)诫s區(qū)143、且該n型重?fù)诫s區(qū)143與n型重?fù)诫s區(qū)142之間用STI進(jìn)行隔離；新插入的p型重?fù)诫s區(qū)133與PAD2相連，新插入的n型重?fù)诫s區(qū)143與PAD1相連；因此，本雙向DCSCR器件相比傳統(tǒng)DCSCR，除了具有由p型重?fù)诫s區(qū)131、n型阱區(qū)130、p型阱區(qū)140、n型重?fù)诫s區(qū)142構(gòu)成的從PAD1到PAD2的SCR電流正向泄放通路(如圖3中正向SCR路徑)，還具有由p型重?fù)诫s區(qū)133、n型阱區(qū)130、p型阱區(qū)140、n型重?fù)诫s區(qū)143構(gòu)成的從PAD2到PAD1的SCR電流反向泄放通路(如圖3中反向SCR路徑)，因而可以實(shí)現(xiàn)雙向ESD防護(hù)。
[0046] 當(dāng)給所述雙向DCSCR器件的PAD1施加一個(gè)正脈沖且PAD2接地時(shí),其導(dǎo)通過程與傳統(tǒng)DCSCR器件相同：電流首先流經(jīng)由p型重?fù)诫s區(qū)131、n型阱區(qū)130、n型重?fù)诫s區(qū)132構(gòu)成的第一個(gè)二極管，經(jīng)過金屬線150又流經(jīng)由p型重?fù)诫s區(qū)141、p型阱區(qū)140、n型重?fù)诫s區(qū)142構(gòu)成的第二個(gè)二極管后到達(dá)PAD2，形成了正向觸發(fā)路徑(如圖3中正向觸發(fā)路徑)；此時(shí)，由于p型重?fù)诫s區(qū)131和n型阱區(qū)130構(gòu)成的p-n結(jié)正偏，因而，由p型重?fù)诫s區(qū)131、n型阱區(qū)130、p型阱區(qū)140構(gòu)成的寄生pnp晶體管導(dǎo)通；同時(shí)，由于p型阱區(qū)140和n型重?fù)诫s區(qū)142構(gòu)成的p-n結(jié)正偏，則由n型阱區(qū)130、p型阱區(qū)140、n型重?fù)诫s區(qū)142構(gòu)成的寄生npn晶體管導(dǎo)通；此后，寄生pnp管的集電極電流為寄生npn管提供基極電流，同時(shí)寄生npn管的集電極電流為寄生pnp管提供基極電流，兩管形成電流正反饋機(jī)制，由p型重?fù)诫s區(qū)131、n型阱區(qū)130、p型阱區(qū)140、n型重?fù)诫s區(qū)142構(gòu)成SCR電流泄放通路導(dǎo)通(如圖3中正向SCR路徑)，正向的低阻泄放通路至此形成。
[0047] 當(dāng)給所述雙向DCSCR器件的PAD1施加一個(gè)負(fù)脈沖且PAD2接地時(shí),其導(dǎo)通過程與正向時(shí)類似：電流首先從PAD2流經(jīng)由p型重?fù)诫s區(qū)133、n型阱區(qū)130、n型重?fù)诫s區(qū)132構(gòu)成的第一個(gè)二極管，經(jīng)過金屬線150又流經(jīng)由p型重?fù)诫s區(qū)141、p型阱區(qū)140、n型重?fù)诫s區(qū)143構(gòu)成的第二個(gè)二極管后到達(dá)PAD1，形成了反向觸發(fā)路徑(如圖3中反向觸發(fā)路徑)；此時(shí)，由于p型重?fù)诫s區(qū)133和n型阱區(qū)130構(gòu)成的p-n結(jié)正偏，由p型重?fù)诫s區(qū)133、n型阱區(qū)130、p型阱區(qū)140構(gòu)成的寄生pnp晶體管導(dǎo)通；同時(shí)，由于p型阱區(qū)140和n型重?fù)诫s區(qū)143構(gòu)成的p-n結(jié)正偏，則由n型阱區(qū)130、p型阱區(qū)140、n型重?fù)诫s區(qū)143構(gòu)成的寄生npn晶體管導(dǎo)通；此后，寄生pnp管的集電極電流為寄生npn管提供基極電流，同時(shí)寄生npn管的集電極電流為寄生pnp管提供基極電流，兩管形成電流正反饋機(jī)制，由p型重?fù)诫s區(qū)133、n型阱區(qū)130、p型阱區(qū)140、n型重?fù)诫s區(qū)143構(gòu)成SCR電流泄放通路導(dǎo)通，反向的低阻泄放通路至此形成(如圖3中反向SCR路徑)；由此，本雙向DCSCR器件可實(shí)現(xiàn)雙向ESD防護(hù)的功能。
[0048] 如圖4所示為本實(shí)施例中雙向DCSCR器件的一種版圖實(shí)現(xiàn)方式，該版圖實(shí)現(xiàn)方式為在n型阱區(qū)130內(nèi)的p型重?fù)诫s區(qū)131和n型重?fù)诫s區(qū)132之間插入一個(gè)p型重?fù)诫s區(qū)133，將其與PAD2相連；同時(shí)，在p型阱區(qū)140內(nèi)的n型重?fù)诫s區(qū)142距p型重?fù)诫s區(qū)141較遠(yuǎn)的一側(cè)插入一個(gè)n型重?fù)诫s區(qū)143，將其與PAD1相連；圖4所示的版圖實(shí)現(xiàn)方式為一種傳統(tǒng)的條狀版圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。
[0049] 實(shí)施例2
[0050] 本實(shí)施例提供了上述雙向DCSCR器件的一種改進(jìn)型版圖實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，該改進(jìn)型版圖實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖5所示。該實(shí)施例包括：
[0051] p型硅襯底110；
[0052] 所述p型硅襯底110上形成相互毗鄰的阱區(qū)，所述阱區(qū)包括一個(gè)n型阱區(qū)130和一個(gè)p型阱區(qū)140，且所述p型阱區(qū)140被所述n型阱區(qū)130包圍；
[0053] 所述p型硅襯底110上還形成n型深阱區(qū)120，且所述p型阱區(qū)140被所述n型深阱區(qū)120包圍、所述n型深阱區(qū)120被所述n型阱區(qū)130包圍；所述n型深阱區(qū)的作用是將其上方的所述p型阱區(qū)140與p型硅襯底110相隔離；
[0054] 所述n型阱區(qū)130內(nèi)依次設(shè)有p型重?fù)诫s區(qū)131、n型重?fù)诫s區(qū)132、p型重?fù)诫s區(qū)133，且相鄰的重?fù)诫s區(qū)之間均采用多晶硅柵進(jìn)行隔離，如圖5中深灰色區(qū)域所示；所述p型重?fù)诫s區(qū)131與器件的PAD1相連，所述p型重?fù)诫s區(qū)133與器件的PAD2相連；
[0055] 所述p型阱區(qū)140內(nèi)依次設(shè)有n型重?fù)诫s區(qū)142、p型重?fù)诫s區(qū)141、n型重?fù)诫s區(qū)143，且相鄰的重?fù)诫s區(qū)之間均采用多晶硅柵進(jìn)行隔離，如圖5中深灰色區(qū)域所示；所述n型重?fù)诫s區(qū)142與PAD2相連，所述n型重?fù)诫s區(qū)143與PAD1相連；
[0056] 所述n型重?fù)诫s區(qū)132通過金屬互聯(lián)線150與所述p型重?fù)诫s區(qū)141相連；
[0057] 所述p型重?fù)诫s區(qū)131與所述n型重?fù)诫s區(qū)142之間均設(shè)有淺溝槽隔離；
[0058] 所述p型重?fù)诫s區(qū)133與所述n型重?fù)诫s區(qū)143之間均設(shè)有淺溝槽隔離；
[0059] 所述n型重?fù)诫s區(qū)132與所述p型重?fù)诫s區(qū)141之間均設(shè)有淺溝槽隔離。
[0060] 相較于實(shí)施例1中雙向DCSCR器件，其版圖實(shí)現(xiàn)方式的觸發(fā)路徑較遠(yuǎn)；由于p型重?fù)诫s區(qū)133的插入，在正向觸發(fā)路徑中，電流從PAD1出發(fā)到達(dá)p型重?fù)诫s區(qū)131后從n型阱區(qū)中依次經(jīng)過兩個(gè)STI和一個(gè)p型重?fù)诫s區(qū)133的距離才到達(dá)n型重?fù)诫s區(qū)132，這使得第一個(gè)二極管的觸發(fā)路徑變長；同理，由于n型重?fù)诫s區(qū)142在中間，使得反向二極管觸發(fā)電路中的第二個(gè)二極管電流從p型重?fù)诫s區(qū)141需經(jīng)過兩個(gè)STI和一個(gè)n型重?fù)诫s區(qū)142的距離才到達(dá)n型重?fù)诫s區(qū)143，這使得第二個(gè)二極管的觸發(fā)路徑變長；同時(shí)，SCR泄放路徑開啟后器件的導(dǎo)通電阻也可能較大；以上兩點(diǎn)均不利于先進(jìn)集成電路工藝的ESD防護(hù)，因而，本實(shí)施例提出一種雙向DCSCR器件的改進(jìn)型版圖實(shí)現(xiàn)方式。
[0061] 如圖5所示為本實(shí)施例中雙向DCSCR器件的一種改進(jìn)型版圖實(shí)現(xiàn)方式，該版圖中重?fù)诫s區(qū)之間的距離以及阱之間的距離均與圖4相同；相比圖4中的條狀版圖結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中改進(jìn)型版圖實(shí)現(xiàn)方式通過調(diào)整重?fù)诫s區(qū)域的分布方式，從而改變了雙向DCSCR器件中觸發(fā)二極管串的電流流向，使其與SCR電流泄放路徑相垂直，以縮短器件正負(fù)極間距，達(dá)到減小器件的導(dǎo)通電阻的效果；可以看出，在正向觸發(fā)路徑中，電流從PAD1出發(fā)到達(dá)p型重?fù)诫s區(qū)131后從n型阱區(qū)中只經(jīng)過多晶硅柵的距離就可以到達(dá)n型重?fù)诫s區(qū)132，這大大縮短了第一個(gè)二極管的觸發(fā)路徑；同理，反向二極管觸發(fā)電路中的第二個(gè)二極管電流從p型重?fù)诫s區(qū)141經(jīng)過一個(gè)多晶硅柵的距離就到達(dá)n型重?fù)诫s區(qū)143，這使得第二個(gè)二極管的觸發(fā)路徑更短；此外，本實(shí)施例版圖中還采用了柵隔離二極管來取代圖4中的STI來隔離二極管，柵隔離二極管更短的電流導(dǎo)通路徑會大大優(yōu)化器件在CDM模型ESD脈沖下的瞬態(tài)電壓過沖特性，這對于先進(jìn)集成電路工藝提供有效的ESD防護(hù)是十分有利的。
[0062] 當(dāng)給所述雙向DCSCR器件的PAD1施加一個(gè)正脈沖且PAD2接地時(shí)，電流依次流經(jīng)p型重?fù)诫s區(qū)131、n型阱區(qū)130、n型重?fù)诫s區(qū)132、金屬互聯(lián)線150、p型重?fù)诫s區(qū)141、p型阱區(qū)140、n型重?fù)诫s區(qū)142到達(dá)PAD2，利用兩個(gè)串聯(lián)的柵隔離二極管形成觸發(fā)通路(如圖5中正向觸發(fā)通路)；之后隨著電流的增大，SCR內(nèi)部寄生的npn管和pnp管逐漸建立起正反饋，正向SCR泄放路徑開啟(如圖5中正向SCR通路)；當(dāng)給所述雙向DCSCR器件的PAD1施加一個(gè)負(fù)脈沖時(shí)且PAD2接地時(shí)，電流依次流經(jīng)p型重?fù)诫s區(qū)133、n型阱區(qū)130、n型重?fù)诫s區(qū)132、金屬互聯(lián)線150、p型重?fù)诫s區(qū)141、p型阱區(qū)140、n型重?fù)诫s區(qū)143到達(dá)PAD1，利用兩個(gè)串聯(lián)的柵隔離二極管形成觸發(fā)通路(如圖5中反向SCR通路)；之后隨著電流的增大，SCR內(nèi)部寄生的npn管和pnp管逐漸建立起正反饋，反向SCR泄放路徑開啟(如圖5中反向SCR路徑)；綜上，本實(shí)施例中改進(jìn)型版圖結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)雙向ESD防護(hù)的功效。
[0063] 以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，本
說明書中所公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換；所公開的所有特征、或所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以任何方式組合。
