本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種SCR器件，尤其涉及一種NMOS低壓觸發(fā)的雙向SCR結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

可控硅 （Silicon controlled rectifier – SCR）也叫晶閘管,在功率器件中廣泛應(yīng)用，因為它可以在高阻態(tài)與低阻態(tài)之間切換，可用作電源開關(guān)，然而它同時也是十分有效的 ESD 保護器件，由于其維持電壓很低，所以能夠承受很高的ESD 電流，因此，SCR 天然具有高的ESD 魯棒性。和其他 ESD 保護器件相比較，SCR 器件的單位面積 ESD 保護能力最強。一般SCR器件為單方向ESD 保護器件，另外一個方向的ESD保護由寄生二極管或者并聯(lián)一個二極管來完成。采用額外的二極管來進行另外一個方向的ESD保護，會增大版圖面積。但是在一些有負電壓的電路中，如果IO電壓低于-0.7V,GND電壓為0V，采用二極管進行反方向保護時，二極管在電路正常工作時就會導(dǎo)通，產(chǎn)生漏電，必須采用雙向SCR結(jié)構(gòu)進行保護。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明創(chuàng)造提供了一種NMOS低壓觸發(fā)的雙向SCR結(jié)構(gòu)，包括有P型襯底，在P型襯底上形成PWell阱NWell阱，其中PWell阱設(shè)在中間位置， PWell阱兩側(cè)形成NWell阱；一側(cè)的NWell阱里形成第一N+注入?yún)^(qū)和第一P+注入?yún)^(qū),另一側(cè)的NWell阱里形成第二N+注入?yún)^(qū)和第二P+注入?yún)^(qū)；在中間的PWell阱與兩側(cè)的NWell阱交界處分別形成第三N+注入?yún)^(qū)或第四N+注入?yún)^(qū)。通過以上結(jié)構(gòu)，本發(fā)明能夠在不使用額外器件的情況下，實現(xiàn)雙向SCR的功能，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的大版圖面積的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術(shù)方案是：一種NMOS低壓觸發(fā)的雙向SCR結(jié)構(gòu)，包括有P型襯底，其特征在于：在P型襯底上形成PWell阱NWell阱，其中PWell阱設(shè)在中間位置， PWell阱兩側(cè)形成NWell阱；一側(cè)的NWell阱里形成第一N+注入?yún)^(qū)和第一P+注入?yún)^(qū),另一側(cè)的NWell阱里形成第二N+注入?yún)^(qū)和第二P+注入?yún)^(qū)；在中間的PWell阱與兩側(cè)的NWell阱交界處分別形成第三N+注入?yún)^(qū)或第四N+注入?yún)^(qū)。

所述的第三N+注入?yún)^(qū)與第四N+注入?yún)^(qū)之間形成浮空的柵氧化層多晶硅柵。

所述的第一N+注入?yún)^(qū)和第一P+注入?yún)^(qū)構(gòu)成T1端口，第二N+注入?yún)^(qū)和第二P+注入?yún)^(qū)構(gòu)成T2端口。

從T1到T2，正向ESD電流泄放路徑SCR2為，由第一P+注入?yún)^(qū)依次經(jīng)過NWell阱、PWell阱、NWell阱，最后到第二N+注入?yún)^(qū)；從T2到T1，反向ESD電流泄放路徑SCR1為，由第二P+注入?yún)^(qū)依次經(jīng)過NWell阱、PWell阱、NWell阱，最后到第一N+注入?yún)^(qū)。

所述的SCR1與SCR2通路長度一致，且為對稱性的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果在于：本發(fā)明創(chuàng)造提供了一種NMOS低壓觸發(fā)的雙向SCR結(jié)構(gòu)，包括有P型襯底，在P型襯底上形成PWell阱NWell阱，其中PWell阱設(shè)在中間位置， PWell阱兩側(cè)形成NWell阱；一側(cè)的NWell阱里形成第一N+注入?yún)^(qū)和第一P+注入?yún)^(qū),另一側(cè)的NWell阱里形成第二N+注入?yún)^(qū)和第二P+注入?yún)^(qū)；在中間的PWell阱與兩側(cè)的NWell阱交界處分別形成第三N+注入?yún)^(qū)或第四N+注入?yún)^(qū)。通過以上結(jié)構(gòu)，本發(fā)明能夠在不使用額外器件的情況下，實現(xiàn)雙向SCR的功能，工作穩(wěn)定性能高，使用方便，且節(jié)約了版圖面積。

附圖說明

圖1：為現(xiàn)有的單向SCR ESD保護結(jié)構(gòu)。

圖2：為本發(fā)明創(chuàng)造結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

一種NMOS低壓觸發(fā)的雙向SCR結(jié)構(gòu)，包括有P型襯底1，其結(jié)構(gòu)為：在P型襯底1上形成PWell阱2、NWell阱3，其中PWell阱2設(shè)在中間位置， PWell阱2兩側(cè)形成NWell阱3；一側(cè)的NWell阱3里形成第一N+注入?yún)^(qū)4和第一P+注入?yún)^(qū)5,另一側(cè)的NWell阱3里形成第二N+注入?yún)^(qū)6和第二P+注入?yún)^(qū)7；在中間的PWell阱2與兩側(cè)的NWell阱3交界處分別形成第三N+注入?yún)^(qū)8或第四N+注入?yún)^(qū)9。

所述的第一N+注入?yún)^(qū)4和第一P+注入?yún)^(qū)5構(gòu)成T1端口，第二N+注入?yún)^(qū)6和第二P+注入?yún)^(qū)7構(gòu)成T2端口。

從T1到T2，正向ESD電流泄放路徑SCR2為，由第一P+注入?yún)^(qū)5依次經(jīng)過NWell阱3、PWell阱2、NWell阱3，最后到第二N+注入?yún)^(qū)6；從T2到T1，反向ESD電流泄放路徑SCR1為，由第二P+注入?yún)^(qū)7依次經(jīng)過NWell阱3、PWell阱2、NWell阱3，最后到第一N+注入?yún)^(qū)4。

第一N+注入?yún)^(qū)4設(shè)置在第一P+注入?yún)^(qū)5外側(cè)，第二N+注入?yún)^(qū)6設(shè)置在第二P+注入?yún)^(qū)7的外側(cè)。

所述的SCR1與SCR2通路長度一致，一致的通道長度保證SCR1與SCR2特性一樣，有相同的觸發(fā)電壓和維持電壓，采用對稱性的結(jié)構(gòu)，使ESD電流泄放更均勻，SCR1與SCR2通路是對稱的SCR通路。

所述的第三N+注入?yún)^(qū)8與第四N+注入?yún)^(qū)9之間形成浮空的柵氧化層多晶硅柵10。浮空的柵氧化層多晶硅柵有助于減小SCR1和SCR2通路的ESD觸發(fā)電壓。如從T1到T2有ESD正脈沖，在觸發(fā)階段，觸發(fā)電流會通過多晶硅柵下的溝道，觸發(fā)中間的NMOS導(dǎo)通，此通道所需的觸發(fā)電壓較小，當觸發(fā)電流足夠大的時候會觸發(fā)SCR2通道開啟，泄放ESD電流。如從T2到T1有ESD正脈沖，在觸發(fā)階段，觸發(fā)電流也會通過多晶硅柵下的溝道，觸發(fā)中間的NMOS導(dǎo)通，此通道所需的觸發(fā)電壓較小，當觸發(fā)電流足夠大的時候會觸發(fā)SCR1通道開啟，泄放ESD電流。