權利要求書

2022-08-23 08:42:05 字數 4788 閱讀 1597

1、一種增大靜電電流有效流通面積的esd防護器件,包括p型襯底,p型襯底上為阱區,阱區包括n阱和p阱,n阱和p阱上均設有兩個注入區,分別是n+注入區和p+注入區,其中n阱的n+注入區設定在遠離p 阱的一端,p+注入區設定在靠近p阱的一端,p阱的p+注入區設定在遠離n阱的一端,n+注入區設定在靠近n阱的一端,中心n+注入區設定在n阱和p阱連線處上方並跨接在n阱和p阱之間,其特徵在於所述的阱區上方設定有多晶矽層,多晶矽層與阱區之間設定sio2氧化層;所述的多晶矽層和sio2氧化層的長度大於或等於n阱的p+注入區靠近p阱的側面與p阱n+注入區靠近n阱的側面之間的距離;多晶矽層和sio2氧化層開有與注入區對應的通孔。

2、如權利要求1所述的一種增大靜電電流有效流通面積的esd防護器件,其特徵在於多晶矽層和sio2氧化層的長度與n阱的p+注入區靠近p阱的側面與p阱n+注入區靠近n阱的側面之間的距離相同,多晶矽層和sio2氧化層上開有與中心n+注入區對應的通孔,通孔的位置和形狀與中心n+注入區相同。

3、如權利要求1所述的一種增大靜電電流有效流通面積的esd防護器件,其特徵在於多晶矽層和sio2氧化層的長度大於n阱的p+注入區靠近p阱的側面與p阱n+注入區靠近n阱的側面之間的距離,所有對應中心n+注入區、n+注入區和p+注入區位置的多晶矽層和sio2氧化層上開有通孔,中心n+注入區、n+注入區和p+注入區與對應的通孔的位置和形狀相同。

說明書━━━━━

一種增大靜電電流有效流通面積的esd防護器件技術領域

本實用新型屬於積體電路技術領域,特別涉及一種在不改變工藝的條件下,節省布局、增加靜電電流洩放有效面積的靜電放電防護器件。

背景技術

靜電放電是在乙個積體電路浮接的情況下,大量的電荷從外向內灌入積體電路的瞬時過程,整個過程大約耗時100ns。此外,在積體電路放電時會產生數百甚至數千伏特的高壓,這會打穿積體電路中的輸入級的柵氧化層。隨著積體電路中的mos管的尺寸越來越小,柵氧化層的厚度也越來越薄,在這種趨勢下,使用高效能的靜電防護器件來洩放靜電放電的電荷以保護柵極氧化層不受損害是十分必需的。

靜電放電現象的模式主要有四種:人體放電模式(hbm)、機械放電模式(mm)、器件充電模式(cdm)以及電場感應模式(fim)。

對一般積體電路產品來說,一般要經過人體放電模式,機械放電模式以及器件充電模式的測試。為了能夠承受如此高的靜電放電電壓,積體電路產品通常必須使用具有高效能、高耐受力的靜電放電保護器件。

為了達成保護晶元抵禦靜電襲擊的目的,目前已有多種靜電防護器件被提出,比如二極體,柵極接地的mos管,其中公認效果比較好的防護器件是可控矽scr (silicon controlled rectifier)。該防護器件的具體結構如圖1所示,p型襯底11上為阱區,阱區包括n阱12和p阱16,n阱12和p阱16上均有兩個注入區,分別是n+注入區14和p+注入區15。其中n阱12的n+注入區設定在遠離p阱16的一端,p+注入區設定在靠近p阱16的一端;

p阱16的p+注入區設定在遠離n阱12的一端,n+注入區設定在靠近n阱12的一端。一n+注入區設定在n阱12和p阱16連線處上方並跨接在n阱12和p阱16之間,所有注入區之間是用淺壕溝隔離sti 13進行隔離。n阱12的n+注入區和p+注入區接電學陽極anode,p阱16的n+注入區和p+注入區接電學陰極cathode。

圖2是和這個scr結構相對應的電原理圖。在積體電路的正常操作下,靜電放電保護器件是處於關閉的狀態,不會影響積體電路輸入輸出接合墊上的電位。而在外部的靜電灌入積體電路而產生瞬間的高電壓的時候,這個器件會開啟導通,迅速地排放掉靜電電流。

但是該可控矽scr在惡劣的靜電環境下防靜電的效果不是非常理想。

發明內容

本實用新型的目的就是針對現有技術的不足,提供一種在不增加晶元布局面積的前提下,增大scr襯底內電流洩放的有效面積而有效提高防護靜電能力的靜電放電防護器件。

本實用新型的靜電放電防護器件包括p型襯底,p型襯底上為阱區,阱區包括n阱和p阱,n阱和p阱上均設有兩個注入區,分別是n+注入區和p+注入區。其中n阱的n+注入區設定在遠離p阱的一端,p+注入區設定在靠近p阱的一端;p阱的p+注入區設定在遠離n阱的一端,n+注入區設定在靠近n阱的一端;中心n+注入區設定在n阱和p阱連線處上方並跨接在n阱和p阱之間。阱區上方設定有多晶矽層,多晶矽層與阱區之間設定sio2氧化層。

所述的多晶矽層和sio2氧化層的長度大於或等於n阱的p+注入區靠近p阱的側面與p阱n+注入區靠近n阱的側面之間的距離;多晶矽層和sio2氧化層開有與注入區對應的通孔。

多晶矽層和sio2氧化層的長度等於n阱的p+注入區靠近p 阱的側面與p阱n+注入區靠近n阱的側面之間的距離時,多晶

矽層和sio2氧化層上開有與中心n+注入區對應的通孔,通孔的位置和形狀與中心n+注入區相同。

多晶矽層和sio2氧化層的長度大於n阱的p+注入區靠近p 阱的側面與p阱n+注入區靠近n阱的側面之間的距離時,所有對應中心n+注入區、n+注入區和p+注入區位置的多晶矽層和sio2氧化層上開有通孔,中心n+注入區、n+注入區和p+注入區與對應的通孔的位置和形狀相同。

本實用新型中的p型襯底、n阱和p阱採用現有的可控矽scr 對應的結構和工藝,sio2氧化層採用現有通用的澱積等工藝即可實現。

本實用新型的多晶矽版圖層是鏤空的,這樣不僅能使中心n+注入區能夠穿越多晶矽的通孔,跨接在n型阱和p型阱之間,在多晶矽層和sio2氧化層的長度大於n阱的p+注入區靠近p阱的側面與p阱n+注入區靠近n阱的側面之間的距離時,n阱和p 阱中的相應的n+注入區和p+注入區能夠穿越多晶矽的通孔注入到對應的阱區,這樣便能夠顯著地提高靜電電流洩放的有效面積。如此就能夠在不額外增加晶元面積的情況下,利用現有的工藝條件來增大scr襯底內的有效面積使得在靜電電流通過這個scr 器件的時候,能夠更均勻,更分散,更快地洩放掉,從而提高了靜電放電防護器件的靜電耐受力,有效提高防護靜電能力。

附圖說明

圖1為現有技術的可控矽scr靜電放電防護器件的剖面圖;

圖2為圖1的等效電原理圖;

圖3為本實用新型一實施例的剖面圖;

圖4為圖3的俯檢視;

圖5為本實用新型另一實施例的剖面圖;

圖6為圖5的俯檢視;

圖7為本實用新型又一實施例的剖面圖;

圖8為圖7的俯檢視。

具體實施方式

以下結合說明書附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。實施例1:

如圖3和圖4所示,增大靜電電流有效流通面積的esd防護器件包括p型襯底31,p型襯底31上為阱區,阱區包括n阱32和p阱39,n阱32和p阱39上均設有兩個注入區,分別是n+注入區33和p+注入區35,兩個注入區通過淺壕溝隔離sti 34進行隔離。其中n阱32的n+注入區設定在遠離p阱39的一端,p+注入區設定在靠近p阱39的一端;p阱39的p+注入區設定在遠離n阱32的一端,n+注入區設定在靠近n阱32的一端;中心n+注入區36設定在n阱32和p阱39連線處上方並跨接在n阱32和p阱39之間。阱區上方設定有多晶矽層37,多晶矽層37與阱區之間設定sio2氧化層38。

多晶矽層37和sio2氧化層38的長度等於n阱32的p+注入區靠近p阱39的側面與p阱39的n+注入區靠近n阱32的側面之間的距離。多晶矽層37和sio2氧化層38上開有與中心n+注入區36對應的通孔41,通孔41的位置和形狀與中心n+注入區36相同。

實施例2:

如圖5和圖6所示,增大靜電電流有效流通面積的esd防護器件包括p型襯底51,p型襯底51上為阱區,阱區包括n阱52和p阱59,n阱52和p阱59上均設有兩個注入區,分別是n+注入區53和p+注入區55,兩個注入區通過淺壕溝隔離sti 54進行隔離。其中n阱52的n+注入區設定在遠離p阱59的一端,p+注入區設定在靠近p阱59的一端;p阱59的p+注入區設定在遠離n阱52的一端,n+注入區設定在靠近n阱52的一端;中心

n+注入區56設定在n阱52和p阱59連線處上方並跨接在n阱52和p阱59之間。阱區上方設定有多晶矽層57,多晶矽層57與阱區之間設定sio2氧化層58。多晶矽層57和sio2氧化層58的長度等於n阱52的p+注入區遠離p阱59的側面與p阱59的n+注入區遠離n阱52的側面之間的距離。

多晶矽層57和sio2氧化層58上開有與中心n+注入區56對應的通孔61,以及與n阱52中p+注入區和p阱59中n+注入區對應的凹槽62,通孔61的位置和形狀與中心n+注入區56相同,凹槽62的位置和形狀與對應的n+注入區和p+注入區相同。

實施例3:

如圖7和圖8所示,增大靜電電流有效流通面積的esd防護器件包括p型襯底71,p型襯底71上為阱區,阱區包括n阱72和p阱78,n阱72和p阱78上均設有兩個注入區,分別是n+注入區73和p+注入區74。其中n阱72的n+注入區設定在遠離p阱78的一端,p+注入區設定在靠近p阱78的一端;p阱78的p+注入區設定在遠離n阱72的一端,n+注入區設定在靠近n阱72的一端;中心n+注入區75設定在n阱72和p阱78連線處上方並跨接在n阱72和p阱78之間。阱區上方設定有多晶矽層76,多晶矽層76與阱區之間設定sio2氧化層77。

多晶矽層76和sio2氧化層77的長度等於n阱72的n+注入區遠離p阱78的側面與p阱78的p+注入區遠離n阱72的側面之間的距離。多晶矽層76和sio2氧化層77上開有與中心n+注入區75、n阱72的p+注入區和p阱78的n+注入區對應的通孔81,以及與n阱72中n+注入區和p阱78中p+注入區對應的凹槽82。通孔81的位置和形狀與中心n+注入區、n阱的p+注入區和p阱的n+注入區相同,凹槽82的位置和形狀與對應的n+注入區和p+注入區相同。

說明書附圖

圖 1圖 2

圖 3圖 4

圖 5圖 6

圖 7圖 8

說明書摘要

本實用新型涉及一種靜電放電防護器件。現有的可控矽scr防靜電的效果不理想。本實用新型的阱區上方設定有多晶矽層和sio2氧化層。

多晶矽層和sio2氧化層的長度大於或等於n阱的p+注入區靠近p阱的側面與p阱n+注入區靠近n阱的側面之間的距離。多晶矽層和sio2氧化層開有與注入區對應的通孔。本實用新型可以使中心n+注入區、n+注入區和p+注入區能夠穿越通孔注入到對應的阱區,能夠顯著地提高靜電電流洩放的有效面積,更均勻、更分散、更快地洩放掉,從而提高了靜電放電防護電路的靜電耐受力,有效提高防護靜電能力。

摘要附圖

權利要求書

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