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专利号: 2019105771785
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:

1.一种栅极增强型光控可控硅静电释放器件结构,其特征在于:包括衬底P-Sub;

所述衬底P-Sub中设有DN-Well区;

DN-Well区中从左至右依次设有第一P-Well区和第二P-Well区;

所述第一P-Well区中从左至右依次设有第一场氧隔离区、第一P+注入区、第二场氧隔离区、第一N+注入区、第一多晶硅栅、第三场氧隔离区、第二P+注入区;

所述第二P-Well区中从左至右依次设有第三P+注入区、第六场氧隔离区、第二多晶硅栅、第三N+注入区、第七场氧隔离区、第四P+注入区、第八场氧隔离区;

所述第二P+注入区横跨在第一P-Well区和DN-Well区的表面,所述第三P+注入区横跨在DN-Well区和第二P-Well区的表面,所述第二P+注入区与第二P+注入区之间从左至右依次设有第四场氧隔离区、第二N+注入区、第五场氧隔离区;

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、第三N+注入区、第四P+注入区连接在一起并作为器件的阳极。

2.根据权利要求1所述的栅极增强型光控可控硅静电释放器件结构,其特征在于:所述第一P-Well区中的第一多晶硅栅、第二P+注入区、第二P-Well区中的第三P+注入区、第二多晶硅栅构成栅极增强型光控结构,所述栅极增强型光控结构在器件的阳极和阴极分别产生与ESD电流泄放路径一致的电场力,从而促进器件中的载流子移动,提高器件的失效电流。

3.根据权利要求2所述的栅极增强型光控可控硅静电释放器件结构,其特征在于:所述第一场氧隔离区的左侧与衬底P-Sub的左侧边缘平齐,所述第一场氧隔离区的右侧与第一P+注入区的左侧相连接,所述第一P+注入区的右侧与第二场氧隔离区的左侧相连接,所述第二场氧隔离区的右侧与第一N+注入区的左侧相连接,所述第一N+注入区的右侧与第一多晶硅栅的左侧相连接,所述第一多晶硅栅的右侧与第三场氧隔离区的左侧相连接,所述第三场氧隔离区的右侧与第二P+注入区的左侧相连接。

4.根据权利要求3所述的栅极增强型光控可控硅静电释放器件结构,其特征在于:所述第二P+注入区的右侧与第四场氧隔离区的左侧相连接,所述第四场氧隔离区的右侧与第二N+注入区的左侧相连接,所述第二N+注入区的右侧与第五场氧隔离区的左侧相连接,所述第五场氧隔离区的右侧与第三P+注入区的左侧相连接。

5.根据权利要求4所述的栅极增强型光控可控硅静电释放器件结构,其特征在于:所述第三P+注入区的右侧与第六场氧隔离区的左侧相连接,所述第六场氧隔离区的右侧与第二多晶硅栅的左侧相连接,所述第二多晶硅栅的右侧与第三N+注入区的左侧相连接,所述第三N+注入区的右侧与第七场氧隔离区的左侧相连接,所述第七场氧隔离区的右侧与第四P+注入区的左侧相连接,所述第四P+注入区的右侧与第八场氧隔离区的左侧相连接,所述第八场氧隔离区的右侧与衬底P-Sub的右侧边缘平齐。

6.根据权利要求5所述的栅极增强型光控可控硅静电释放器件结构,其特征在于:当正向ESD应力来到器件阳极,器件阴极接地电位时,所述第一N+注入区、第一P-Well区和DN-Well构成纵向NPN2三极管,同时所述第一P-Well区、DN-Well和第四P+注入区构成横向PNP三极管Ⅰ,并且横向PNP三极管Ⅰ的基极与纵向NPN2三极管的集电极通过DN-Well的寄生电阻连接在一起,纵向NPN2三极管的基极与横向PNP三极管Ⅰ的集电极通过第一P-Well区的寄生电阻连接在一起,即所述纵向NPN2三极管和横向PNP三极管Ⅰ构成可控硅结构。

7.根据权利要求5所述的栅极增强型光控可控硅静电释放器件结构,其特征在于:当反向ESD应力来到器件阳极,器件阴极接地电位时,所述第三N+注入区、第二P-Well区和DN-Well构成纵向NPN1三极管,同时所述第二P-Well区、DN-Well和第一P+注入区构成横向PNP三极管Ⅱ,并且横向PNP三极管Ⅱ的基极与纵向NPN1三极管的集电极通过DN-Well的寄生电阻连接在一起,纵向NPN1三极管的基极与横向PNP三极管Ⅱ的集电极通过第二P-Well区的寄生电阻连接在一起,即所述纵向NPN1三极管和横向PNP三极管Ⅱ构成可控硅结构。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的栅极增强型光控可控硅静电释放器件结构的制作方法,包括以下步骤:步骤一:在衬底P-Sub中形成DN-Well区;

步骤二:通过光刻,在衬底P-Sub上形成第一至第八场氧隔离区;

步骤三:通过光刻,在DN-Well区中形成第一P-Well区和第二P-Well区;

步骤四:在第一P-Well区中形成第一多晶硅栅,在第二P-Well区中形成第二多晶硅栅;

步骤五:通过光刻,在第一P-Well区中形成第一P+注入区、第二P+注入区,在第二P-Well区中形成第三P+注入区、第四P+注入区;

步骤六:通过光刻,在第一P-Well区中形成第一N+注入区,DN-Well区中形成第二N+注入区,在第二P-Well区中形成第三N+注入区。