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专利号: 2018100529047
申请人: 湖南师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种提高维持电压的双栅栅控静电释放器件,其特征在于:包括衬底、HVNW区、P-body区、NDD区、第一P+注入区、第一N+注入区、第二N+注入区、第三N+注入区、第一多晶硅栅、第二多晶硅栅,所述衬底中设有HVNW区,HVNW区内从左至右依次设有P-body区和NDD区,所述P-body区内从左至右依次设有第一P+注入区、第一N+注入区、第一多晶硅栅、第二N+注入区,所述第二多晶硅栅横跨在HVNW区和P-body区之间,所述NDD区中设有第三N+注入区;

所述第一N+注入区、第一多晶硅栅、第二N+注入区、第二多晶硅栅、第三N+注入区构成双栅MOSFET场效应管结构。

2.根据权利要求1所述的提高维持电压的双栅栅控静电释放器件,其特征在于:所述P-body区的左侧与HVNW区的左侧边缘相连接,所述第一P+注入区的左侧与P-body区的左侧边缘相连接,第一P+注入区的右侧与第一N+注入区的左侧相连接,第一N+注入区的右侧与第一多晶硅栅的左侧相连接,第一多晶硅栅的右侧与第二N+注入区的左侧相连接,第二N+注入区的右侧与第二多晶硅栅的左侧相连接,第二多晶硅栅的右侧与NDD区的左侧边缘相连接,NDD区的右侧与HVNW区的右侧边缘相连接,第三N+注入区的右侧与NDD区的右侧边缘相连接。

3.根据权利要求2所述的提高维持电压的双栅栅控静电释放器件,其特征在于:所述第一P+注入区、第一N+注入区、第一多晶硅栅连接在一起并作为器件的阴极;所述第二多晶硅栅作为器件的控制栅极;所述第三N+注入区作为器件的阳极。

4.根据权利要求3所述的提高维持电压的双栅栅控静电释放器件,其特征在于:所述第一P+注入区的左半部分位于P-body区的表面,第一P+注入区的右半部分完全位于P-body区中;所述第三N+注入区的左半部分完全位于NDD区中,第三N+注入区的右半部分位于NDD区的表面。

5.根据权利要求3所述的提高维持电压的双栅栅控静电释放器件,其特征在于:当ESD高压脉冲降临到器件阳极,器件阴极接地电位时,所述第一N+注入区、P-body区和HVNW区构成一纵向NPN三极管结构,纵向NPN三极管结构的基极与P-body区的寄生电阻相连,即纵向NPN三极管结构形成了一个BJT晶体管结构。

6.根据权利要求5所述的提高维持电压的双栅栅控静电释放器件,其特征在于:当ESD高压脉冲降临到器件阳极,器件阴极接地电位时,由于将第一多晶硅栅接地电位,对第二多晶硅栅结构施加正向电压,所述HVNW区和P-body区发生雪崩击穿,器件触发后的双栅MOSFET场效应管结构此时等效为一可变电阻串联在寄生NPN三极管结构的集电极上。

7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的提高维持电压的双栅栅控静电释放器件的制作方法,包括以下步骤:

步骤一:在衬底中形成HVNW区;

步骤二:在HVNW区中形成P-body区和NDD区,且P-body区位于NDD区左侧;

步骤三:对HVNW区、P-body区和NDD区进行退火处理,消除杂质的扩散;

步骤四:在P-body区上淀积第一多晶硅栅,在P-body区和HVNW区交界处淀积第二多晶硅栅;

步骤五:在P-body区中形成第一P+注入区、第一N+注入区、第二N+注入区,且第一P+注入区、第一N+注入区、第一多晶硅栅、第二N+注入区、第二多晶硅栅依次连接,在NDD区中形成第三N+注入区;

步骤六:对第一P+注入区、第一N+注入区、第二N+注入区、第三N+注入区进行退火处理,消除杂质在注入区的迁移;

步骤七:将第一P+注入区、第一N+注入区、第一多晶硅栅连接在一起并作为器件的阴极;将第二多晶硅栅作为器件的控制栅极;将第三N+注入区作为器件的阳极。

8.根据权利要求7所述的提高维持电压的双栅栅控静电释放器件的制作方法,其特征在于,所述步骤一之前还包括步骤a:在衬底上形成一层二氧化硅薄膜,然后淀积一层氮化硅;将光刻胶层涂在晶圆上,光刻胶曝光和显影,形成隔离浅槽;对氮化硅、二氧化硅和隔离浅槽刻蚀,去除光刻胶层,淀积一层二氧化硅,然后化学机抛光,直到氮化硅层为止,除去氮化硅层。

9.根据权利要求7所述的提高维持电压的双栅栅控静电释放器件的制作方法,其特征在于:所述第一P+注入区的左半部分位于P-body区的表面,第一P+注入区的右半部分完全位于P-body区中;所述第三N+注入区的左半部分完全位于NDD区中,第三N+注入区的右半部分位于NDD区的表面。

10.根据权利要求7所述的提高维持电压的双栅栅控静电释放器件的制作方法,其特征在于:所述步骤三中,采用RTP工艺来消除杂质的扩散;所述步骤六中,采用RTP工艺来消除杂质在注入区的迁移。