高壓靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括：一N型LDMOS置于一硅襯底上方的N型埋層內(nèi)；多晶硅柵極的右側(cè)有源區(qū)是LDMOS的漏區(qū)，由高壓N阱，P-型注入?yún)^(qū)，N-型注入?yún)^(qū),第一P+型擴(kuò)散區(qū)和第一N+型擴(kuò)散區(qū)組成；第一P+擴(kuò)散區(qū)以及部分場氧化區(qū)下方是P-注入?yún)^(qū)，第一N+型擴(kuò)散區(qū)下方是N-注入?yún)^(qū)，P-注入?yún)^(qū)和N-注入?yún)^(qū)被高壓N阱包圍；多晶硅柵極的左側(cè)有源區(qū)是此N型LDMOS的源區(qū)，由第二N+型擴(kuò)散區(qū)組成，與第二N+擴(kuò)散區(qū)相隔第三場氧化區(qū)有第二P+擴(kuò)散區(qū)；漏區(qū)的N+型擴(kuò)散區(qū)連接ESD進(jìn)入端，源區(qū)的第二N+型擴(kuò)散區(qū)、第二P+型擴(kuò)散區(qū)和多晶硅柵極一并接地。本發(fā)明能提高高壓靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的均勻?qū)芰?，能提高驟回電壓防止閂鎖效應(yīng)的發(fā)生。
【專利說明】高壓靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及用于靜電保護(hù)的高壓靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]靜電放電(ESD)對于電子產(chǎn)品的傷害一直是不易解決的問題，對于高壓工藝來說，靜電保護(hù)器件不僅需要滿足耐壓要大于電源電壓的要求，其靜電觸發(fā)電壓還需要小于被保護(hù)器件的損壞電壓才可以。如圖1所示，一種現(xiàn)有用于靜電保護(hù)的高壓NLDMOS結(jié)構(gòu)在靜電發(fā)生下，ESD正電荷從輸出入焊墊進(jìn)入此結(jié)構(gòu)漏極后，抬高N-擴(kuò)散區(qū)的電位，發(fā)生雪崩擊穿，擊穿電流通過P阱中的P+擴(kuò)散區(qū)引出，同時(shí)抬高P阱的電位，導(dǎo)致此結(jié)構(gòu)中的寄生三極管導(dǎo)通。該三極管是由漏極N-型擴(kuò)散區(qū)、源極的N+擴(kuò)散區(qū)以及其溝道下的高壓P阱組成的橫向三極管。此三極管開啟主要是靠N-擴(kuò)散區(qū)與高壓P阱之間的結(jié)擊穿來觸發(fā)，這樣的觸發(fā)電壓一般比較高，驟回電壓很低，且不易調(diào)節(jié)，容易觸發(fā)閂鎖效應(yīng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種與現(xiàn)有高壓NLDMOS (橫向擴(kuò)散金屬場效應(yīng)管)結(jié)構(gòu)相比較不易觸發(fā)閂鎖效應(yīng)的高壓靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的高壓靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括:一 N型LDMOS整體置于一娃襯底上方的N型埋層內(nèi)；
[0005]多晶硅柵極右側(cè)的有源區(qū)是所述LDMOS的漏區(qū)，所述漏區(qū)包括第一 P+擴(kuò)散區(qū)以及位于其下方的P-注入?yún)^(qū)，第一 N+擴(kuò)散區(qū)以及位于其下方的N-注入?yún)^(qū)，第一 P+擴(kuò)散區(qū)和第一N+擴(kuò)散區(qū)相鄰，P-注入?yún)^(qū)和N-注入?yún)^(qū)相鄰；第一 N+擴(kuò)散區(qū)遠(yuǎn)離多晶硅柵極的一側(cè)具有第一場氧區(qū)，第一 P+擴(kuò)散區(qū)靠近多晶硅柵極的一側(cè)具有第二場氧區(qū)；
[0006]多晶硅柵極左側(cè)的有源區(qū)是N型LDMOS的源區(qū)，所述源區(qū)包括第二 N+擴(kuò)散區(qū)，第二N+擴(kuò)散區(qū)遠(yuǎn)離多晶硅柵極一側(cè)具有第三場氧區(qū)，第二 P+擴(kuò)散區(qū)遠(yuǎn)離多晶硅柵極一側(cè)具有第四場氧區(qū)；
[0007]P-注入?yún)^(qū)和N-注入?yún)^(qū)被高壓N阱包圍，第二 P+擴(kuò)散區(qū)和第二 N+擴(kuò)散區(qū)被高壓P阱包圍；多晶硅柵極位于高壓P阱、高壓N阱和N型埋層上方；
[0008]第一 N+擴(kuò)散區(qū)連接ESD輸入端，第二 N+擴(kuò)散區(qū)、第二 P+擴(kuò)散區(qū)和多晶硅柵極一并接地。
[0009]其中，第一 N+擴(kuò)散區(qū)全部位于N-注入?yún)^(qū)上方，第一場氧區(qū)部分位于N-注入?yún)^(qū)上方，部分位于N型埋層上方。
[0010]其中，第一 P+擴(kuò)散區(qū)全部位于P-注入?yún)^(qū)上方，第二場氧區(qū)部分位于P-注入?yún)^(qū)上方，部分位于高壓N講上方。
[0011]當(dāng)有靜電從漏極進(jìn)入時(shí)，通過漏極高壓N阱、源極的第二 N+擴(kuò)散區(qū)以及其溝道下的高壓P阱組成的寄生三極管開啟來泄放。相對于現(xiàn)有的LDMOS結(jié)構(gòu)(如圖1所示)，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)在漏端增加了第一 P+擴(kuò)撒區(qū)和P-注入?yún)^(qū)，使得寄生三極管開啟后的電流分布遠(yuǎn)離了易導(dǎo)致失效的場氧化區(qū)的鳥嘴區(qū)域，保證了 LDMOS器件的靜電泄放能力的提升。另外，由于第一 P+擴(kuò)撒區(qū)和P-注入?yún)^(qū)的增加，使得LDMOS在發(fā)生驟回時(shí)，即漏極的η—η+ 二極管的擊穿發(fā)生時(shí)，其等效三極管的基區(qū)寬度和濃度相對于通常的LDMOS來說更寬更濃，這樣導(dǎo)致此時(shí)的三極管的放大倍數(shù)(Beta)變小，因此其驟回電壓也會(huì)相應(yīng)提高。
[0012]這樣的改動(dòng)既有利于LDMOS在多指狀排列下的均勻?qū)芰Γ灿欣谔岣唧E回電壓來防止閂鎖效應(yīng)的發(fā)生，以此提高本發(fā)明整體的靜電和閂鎖的防護(hù)能力。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可運(yùn)用于B⑶工藝的高壓端口的靜電保護(hù)應(yīng)用上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0014]圖1是一種現(xiàn)有靜電保護(hù)的高壓NLDMOS結(jié)構(gòu)。
[0015]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記說明
[0017]I?4是第一場氧區(qū)?第四場氧區(qū)
[0018]5是第一 N+擴(kuò)散區(qū)
[0019]6是第一 P+擴(kuò)撒區(qū)
[0020]7是P-注入?yún)^(qū)
[0021]8是N-注入?yún)^(qū)
[0022]9是高壓N阱
[0023]10是N型埋層
[0024]11是硅襯底
[0025]12是第二 N+擴(kuò)散區(qū)
[0026]13是第二 P+擴(kuò)散區(qū)
[0027]14是高壓P阱
[0028]15是多晶硅柵極
[0029]E是靜電端
[0030]G 是地

【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明一實(shí)施例包括:一 N型LDMOS整體置于一娃襯底11上方的N型埋層10內(nèi)；多晶硅柵極15右側(cè)的有源區(qū)是所述LDMOS的漏區(qū)，所述漏區(qū)包括第一 P+擴(kuò)散區(qū)5以及位于其下方的P-注入?yún)^(qū)7，第一 N+擴(kuò)散區(qū)6以及位于其下方的N-注入?yún)^(qū)8，第一 P+擴(kuò)散區(qū)5和第一 N+擴(kuò)散區(qū)6相鄰，P-注入?yún)^(qū)7和N-注入?yún)^(qū)8相鄰；第一 N+擴(kuò)散區(qū)6遠(yuǎn)離多晶娃柵極15的一側(cè)具有第一場氧區(qū)I，第一 P+擴(kuò)散區(qū)5靠近多晶硅柵極15的一側(cè)具有第二場氧區(qū)2;
[0032]多晶硅柵極15左側(cè)的有源區(qū)是N型LDMOS的源區(qū)，所述源區(qū)包括第二 N+擴(kuò)散區(qū)12，第二 N+擴(kuò)散區(qū)12遠(yuǎn)離多晶硅柵15極一側(cè)具有第三場氧區(qū)3，第二 P+擴(kuò)散區(qū)13遠(yuǎn)離多晶硅柵極15 —側(cè)具有第四場氧區(qū)4 ；
[0033]P-注入?yún)^(qū)7和N-注入?yún)^(qū)8被高壓N阱9包圍，第二 P+擴(kuò)散區(qū)12和第二 N+擴(kuò)散區(qū)13被高壓P阱14包圍；多晶硅柵極15位于高壓P阱14、高壓N阱9和N型埋層10上方；
[0034]第一 N+擴(kuò)散區(qū)6連接ESD輸入端E，第二 N+擴(kuò)散區(qū)12、第二 P+擴(kuò)散區(qū)13和多晶硅柵極15 —并接地G。
[0035]第一場氧區(qū)I的厚度大于第一 N+擴(kuò)散區(qū)厚度6，第一 N+擴(kuò)散區(qū)6全部位于N-注入?yún)^(qū)8上方，第一場氧區(qū)I部分位于N-注入?yún)^(qū)8上方，部分位于N型埋層10上方。
[0036]第二場氧區(qū)2的厚度大于第一 P+擴(kuò)散區(qū)厚度5，第一 P+擴(kuò)散區(qū)5全部位于P-注入?yún)^(qū)7上方，第二場氧區(qū)2部分位于P-注入?yún)^(qū)7上方，部分位于高壓N阱10上方。
[0037]以上通過【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是，包括:一 N型LDMOS整體置于一硅襯底上方的N型埋層內(nèi)； 多晶硅柵極右側(cè)的有源區(qū)是所述LDMOS的漏區(qū)，所述漏區(qū)包括第一P+擴(kuò)散區(qū)以及位于其下方的P-注入?yún)^(qū)，第一 N+擴(kuò)散區(qū)以及位于其下方的N-注入?yún)^(qū)，第一 P+擴(kuò)散區(qū)和第一 N+擴(kuò)散區(qū)相鄰，P-注入?yún)^(qū)和N-注入?yún)^(qū)相鄰；第一 N+擴(kuò)散區(qū)遠(yuǎn)離多晶硅柵極的一側(cè)具有第一場氧區(qū)，第一 P+擴(kuò)散區(qū)靠近多晶硅柵極的一側(cè)具有第二場氧區(qū)； 多晶硅柵極左側(cè)的有源區(qū)是N型LDMOS的源區(qū)，所述源區(qū)包括第二 N+擴(kuò)散區(qū)，第二 N+擴(kuò)散區(qū)遠(yuǎn)離多晶硅柵極一側(cè)具有第三場氧區(qū)，第二 P+擴(kuò)散區(qū)遠(yuǎn)離多晶硅柵極一側(cè)具有第四場氧區(qū)； P-注入?yún)^(qū)和N-注入?yún)^(qū)被高壓N阱包圍，第二 P+擴(kuò)散區(qū)和第二 N+擴(kuò)散區(qū)被高壓P阱包圍；多晶硅柵極位于高壓P阱、高壓N阱和N型埋層上方； 第一 N+擴(kuò)散區(qū)連接ESD輸入端，第二 N+擴(kuò)散區(qū)、第二 P+擴(kuò)散區(qū)和多晶硅柵極一并接地。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是:第一N+擴(kuò)散區(qū)全部位于N-注入?yún)^(qū)上方，第一場氧區(qū)部分位于N-注入?yún)^(qū)上方，部分位于N型埋層上方。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是:第一P+擴(kuò)散區(qū)全部位于P-注入?yún)^(qū)上方，第二場氧區(qū)部分位于P-注入?yún)^(qū)上方，部分位于高壓N阱上方。
【文檔編號】H01L29/78GK104282665SQ201310294138
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】蘇慶, 鄧樟鵬, 苗彬彬, 張強(qiáng) 申請人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司