本發明涉及(ji)芯(xin)片靜電保護(hu)，特別(bie)涉及(ji)一種esd結構及(ji)半(ban)導體器件。

背景技術：

1、靜電(dian)(dian)放電(dian)(dian)(electro?static?discharge，esd)事件(jian)會導(dao)致器(qi)(qi)件(jian)的(de)損(sun)傷，致使設備和電(dian)(dian)路故障。靜電(dian)(dian)放電(dian)(dian)對半導(dao)體器(qi)(qi)件(jian)尤(you)其是(shi)cmos集成電(dian)(dian)路、mos管(guan)和微波器(qi)(qi)件(jian)等靜電(dian)(dian)敏感器(qi)(qi)件(jian)帶來了(le)嚴重危害(hai)。一(yi)般(ban)esd器(qi)(qi)件(jian)要(yao)求比工作(zuo)電(dian)(dian)壓高10％的(de)最低(di)保(bao)持(chi)電(dian)(dian)壓作(zuo)為標準，否則會導(dao)致lu(鎖(suo)存)問題。設計用于esd的(de)器(qi)(qi)件(jian)和電(dian)(dian)路也是(shi)先(xian)進cmos技術的(de)重大(da)挑(tiao)戰之一(yi)。

2、目前55nm?mvmos的bsl(baseline，標準)結構如圖1所示，保持電(dian)壓vh隨著柵(zha)長(chang)lg增大(da)，esd保護器(qi)件占用面積(ji)增大(da)，進一(yi)步的，該結構僅支持單向(xiang)泄放(fang)(fang)(fang)電(dian)涌，當遇到(dao)反(fan)向(xiang)電(dian)涌時僅靠(kao)二極管實(shi)現泄放(fang)(fang)(fang)，由于二極管導通電(dian)壓過低(di)，需要串聯多個結構才能達到(dao)反(fan)向(xiang)泄放(fang)(fang)(fang)電(dian)涌的目的。

3、需要說明(ming)的是，公開于(yu)該發(fa)明(ming)背景(jing)技術(shu)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fa)明(ming)一般背景(jing)技術(shu)的理(li)解，而不應當被視為(wei)(wei)承認或以任何形(xing)式暗示該信息構成已為(wei)(wei)本領域技術(shu)人(ren)員所(suo)公知的現有技術(shu)。

技術實現思路

1、本發(fa)明的(de)目的(de)在于提供一種(zhong)esd結構及半(ban)導體(ti)器件(jian)，以解決esd結構占用(yong)面積大問題。

2、為(wei)解決上(shang)述(shu)(shu)(shu)技(ji)術問(wen)題，本發明提供一(yi)(yi)(yi)種(zhong)esd結構，包(bao)括在襯底上(shang)間隔布(bu)置(zhi)的(de)第(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)nmos管和(he)(he)第(di)(di)(di)(di)二(er)(er)nmos管，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)nmos管包(bao)括第(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)中(zhong)(zhong)(zhong)壓(ya)p阱(jing)(jing)(jing)，且所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)中(zhong)(zhong)(zhong)壓(ya)p阱(jing)(jing)(jing)上(shang)從左(zuo)至(zhi)右依次布(bu)置(zhi)有(you)第(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)n阱(jing)(jing)(jing)和(he)(he)第(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)p阱(jing)(jing)(jing)引(yin)(yin)(yin)出區，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)二(er)(er)nmos管包(bao)括第(di)(di)(di)(di)二(er)(er)中(zhong)(zhong)(zhong)壓(ya)p阱(jing)(jing)(jing)，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)二(er)(er)中(zhong)(zhong)(zhong)壓(ya)p阱(jing)(jing)(jing)上(shang)從左(zuo)至(zhi)右依次布(bu)置(zhi)有(you)第(di)(di)(di)(di)二(er)(er)p阱(jing)(jing)(jing)引(yin)(yin)(yin)出區和(he)(he)第(di)(di)(di)(di)三(san)n阱(jing)(jing)(jing)，其中(zhong)(zhong)(zhong)，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)p阱(jing)(jing)(jing)引(yin)(yin)(yin)出區和(he)(he)所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)二(er)(er)p阱(jing)(jing)(jing)引(yin)(yin)(yin)出區之(zhi)間通過第(di)(di)(di)(di)二(er)(er)金(jin)(jin)屬(shu)連(lian)(lian)接(jie)線互(hu)連(lian)(lian)，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)n阱(jing)(jing)(jing)和(he)(he)所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)三(san)n阱(jing)(jing)(jing)分別(bie)接(jie)出第(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)金(jin)(jin)屬(shu)連(lian)(lian)接(jie)線、第(di)(di)(di)(di)四金(jin)(jin)屬(shu)連(lian)(lian)接(jie)線作為(wei)連(lian)(lian)接(jie)端(duan)口(kou)。

3、優選地，所(suo)述(shu)襯(chen)底(di)為(wei)p型襯(chen)底(di)，所(suo)述(shu)襯(chen)底(di)上設置有深(shen)n阱(jing)，所(suo)述(shu)第一nmos管和(he)第二nmos管均位于(yu)所(suo)述(shu)深(shen)n阱(jing)中，且所(suo)述(shu)第一nmos管和(he)第二nmos管之間(jian)通過至(zhi)少部分的所(suo)述(shu)深(shen)n阱(jing)間(jian)隔。

4、優選地，所述(shu)第(di)(di)一p阱(jing)(jing)(jing)引出區(qu)的左側設置有第(di)(di)二(er)n阱(jing)(jing)(jing)，所述(shu)第(di)(di)二(er)p阱(jing)(jing)(jing)引出區(qu)的右側設置有第(di)(di)四n阱(jing)(jing)(jing)，所述(shu)第(di)(di)二(er)n阱(jing)(jing)(jing)和所述(shu)第(di)(di)四n阱(jing)(jing)(jing)之(zhi)間(jian)通過第(di)(di)三(san)金(jin)屬連(lian)接線互(hu)連(lian)。

5、優選地，所述第(di)(di)(di)一n阱(jing)和第(di)(di)(di)二(er)n阱(jing)之(zhi)間設置(zhi)有第(di)(di)(di)一柵(zha)極，所述第(di)(di)(di)三n阱(jing)和第(di)(di)(di)四n阱(jing)之(zhi)間設置(zhi)有第(di)(di)(di)二(er)柵(zha)極。

6、優選地，所(suo)述第(di)(di)二金屬連接線還分別與所(suo)述第(di)(di)一柵極和(he)第(di)(di)二柵極相連，以(yi)使(shi)所(suo)述第(di)(di)一p阱引出(chu)區、第(di)(di)二p阱引出(chu)區、第(di)(di)一柵極和(he)第(di)(di)二柵極共接。

7、本發明(ming)還提供一(yi)(yi)(yi)(yi)種半導體器件，包(bao)括在襯底上間(jian)隔(ge)布(bu)(bu)置(zhi)的第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)(yi)nmos管和(he)(he)(he)第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)二(er)(er)nmos管，所述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)(yi)nmos管包(bao)括第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)(yi)中壓p阱，且(qie)所述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)(yi)中壓p阱上從(cong)左至(zhi)右(you)依(yi)次(ci)布(bu)(bu)置(zhi)有第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)(yi)n阱和(he)(he)(he)第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)(yi)p阱引出(chu)區，所述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)二(er)(er)nmos管包(bao)括第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)二(er)(er)中壓p阱，所述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)二(er)(er)中壓p阱上從(cong)左至(zhi)右(you)依(yi)次(ci)布(bu)(bu)置(zhi)有第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)二(er)(er)p阱引出(chu)區和(he)(he)(he)第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)三(san)n阱，其中，所述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)(yi)p阱引出(chu)區和(he)(he)(he)所述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)二(er)(er)p阱引出(chu)區之(zhi)間(jian)通過第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)二(er)(er)金屬連接線互連，所述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)(yi)n阱和(he)(he)(he)所述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)三(san)n阱分別接出(chu)第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)(yi)金屬連接線、第(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)(di)四金屬連接線作(zuo)為連接端口。

8、優選地，所(suo)述襯底為p型襯底，所(suo)述襯底上設置有深n阱(jing)，所(suo)述第一nmos管(guan)和(he)第二(er)nmos管(guan)均位(wei)于所(suo)述深n阱(jing)中，且所(suo)述第一nmos管(guan)和(he)第二(er)nmos管(guan)之間(jian)通過至少部分的所(suo)述深n阱(jing)間(jian)隔(ge)。

9、優選(xuan)地，所述(shu)第一p阱(jing)(jing)(jing)引(yin)出區的(de)左(zuo)側(ce)設置有(you)第二(er)n阱(jing)(jing)(jing)，所述(shu)第二(er)p阱(jing)(jing)(jing)引(yin)出區的(de)右側(ce)設置有(you)第四(si)n阱(jing)(jing)(jing)，所述(shu)第二(er)n阱(jing)(jing)(jing)和所述(shu)第四(si)n阱(jing)(jing)(jing)之間(jian)通(tong)過第三金屬連接線互連。

10、優選地(di)，所述(shu)第(di)(di)一n阱和第(di)(di)二n阱之(zhi)間設置有(you)第(di)(di)一柵極(ji)，所述(shu)第(di)(di)三n阱和第(di)(di)四n阱之(zhi)間設置有(you)第(di)(di)二柵極(ji)。

11、優選地，所述(shu)第(di)二(er)金屬連接線(xian)還分別與所述(shu)第(di)一(yi)柵(zha)極(ji)和(he)第(di)二(er)柵(zha)極(ji)相(xiang)連，以(yi)使所述(shu)第(di)一(yi)p阱引出(chu)區、第(di)二(er)p阱引出(chu)區、第(di)一(yi)柵(zha)極(ji)和(he)第(di)二(er)柵(zha)極(ji)共接。

12、在本(ben)發(fa)明提供的(de)(de)esd結構中(zhong)(zhong)，通過(guo)將第(di)一p阱(jing)(jing)(jing)引(yin)出(chu)區和(he)第(di)二p阱(jing)(jing)(jing)引(yin)出(chu)區相連，使第(di)一中(zhong)(zhong)壓(ya)(ya)p阱(jing)(jing)(jing)、第(di)二中(zhong)(zhong)壓(ya)(ya)p阱(jing)(jing)(jing)互連，使得(de)第(di)一n阱(jing)(jing)(jing)、第(di)一中(zhong)(zhong)壓(ya)(ya)p阱(jing)(jing)(jing)、第(di)二中(zhong)(zhong)壓(ya)(ya)p阱(jing)(jing)(jing)和(he)第(di)三n阱(jing)(jing)(jing)構成(cheng)寄(ji)生三極管，其能夠實現雙向泄放，變相增(zeng)加(jia)發(fa)射極和(he)集電(dian)極的(de)(de)距(ju)離來增(zeng)加(jia)保持電(dian)壓(ya)(ya)，提高抗閂鎖能力，且(qie)本(ben)方案也(ye)可應用于高壓(ya)(ya)芯片中(zhong)(zhong)，進一步的(de)(de)，相對于多個(ge)nmos管串聯的(de)(de)結構，使用兩個(ge)nmos管構成(cheng)esd結構，在不增(zeng)加(jia)溝(gou)槽(cao)長度的(de)(de)情況下(xia)達到所需的(de)(de)電(dian)性性能，大大減小了芯片占用面(mian)積。

13、本發(fa)明提供的(de)(de)半(ban)導體器件(jian)與(yu)本發(fa)明提供的(de)(de)esd結構(gou)屬(shu)于同一發(fa)明構(gou)思，因此，本發(fa)明提供的(de)(de)半(ban)導體器件(jian)至少具有(you)本發(fa)明提供的(de)(de)esd結構(gou)的(de)(de)所有(you)優點，在(zai)此不再贅(zhui)述。

技術特征：

1.一(yi)種(zhong)esd結構(gou)，其(qi)特征(zheng)在于，包(bao)括(kuo)(kuo)在襯底上(shang)間隔布置(zhi)的(de)第(di)(di)(di)一(yi)nmos管和(he)第(di)(di)(di)二(er)nmos管，所述(shu)(shu)第(di)(di)(di)一(yi)nmos管包(bao)括(kuo)(kuo)第(di)(di)(di)一(yi)中(zhong)(zhong)壓(ya)(ya)p阱(jing)(jing)(jing)，且(qie)所述(shu)(shu)第(di)(di)(di)一(yi)中(zhong)(zhong)壓(ya)(ya)p阱(jing)(jing)(jing)上(shang)從左(zuo)至(zhi)右依(yi)次(ci)(ci)布置(zhi)有第(di)(di)(di)一(yi)n阱(jing)(jing)(jing)和(he)第(di)(di)(di)一(yi)p阱(jing)(jing)(jing)引出區，所述(shu)(shu)第(di)(di)(di)二(er)nmos管包(bao)括(kuo)(kuo)第(di)(di)(di)二(er)中(zhong)(zhong)壓(ya)(ya)p阱(jing)(jing)(jing)，所述(shu)(shu)第(di)(di)(di)二(er)中(zhong)(zhong)壓(ya)(ya)p阱(jing)(jing)(jing)上(shang)從左(zuo)至(zhi)右依(yi)次(ci)(ci)布置(zhi)有第(di)(di)(di)二(er)p阱(jing)(jing)(jing)引出區和(he)第(di)(di)(di)三n阱(jing)(jing)(jing)，其(qi)中(zhong)(zhong)，所述(shu)(shu)第(di)(di)(di)一(yi)p阱(jing)(jing)(jing)引出區和(he)所述(shu)(shu)第(di)(di)(di)二(er)p阱(jing)(jing)(jing)引出區之間通過第(di)(di)(di)二(er)金(jin)(jin)屬(shu)連(lian)接(jie)線(xian)互(hu)連(lian)，所述(shu)(shu)第(di)(di)(di)一(yi)n阱(jing)(jing)(jing)和(he)所述(shu)(shu)第(di)(di)(di)三n阱(jing)(jing)(jing)分別(bie)接(jie)出第(di)(di)(di)一(yi)金(jin)(jin)屬(shu)連(lian)接(jie)線(xian)、第(di)(di)(di)四金(jin)(jin)屬(shu)連(lian)接(jie)線(xian)作為連(lian)接(jie)端口。

2.根據權利要求1所述的(de)esd結(jie)構(gou)，其特征在(zai)于，所述襯底為p型(xing)襯底，所述襯底上(shang)設置(zhi)有深n阱，所述第一nmos管(guan)和(he)第二(er)nmos管(guan)均(jun)位于所述深n阱中，且所述第一nmos管(guan)和(he)第二(er)nmos管(guan)之間(jian)通過至少部分的(de)所述深n阱間(jian)隔。

3.根據權(quan)利要求1所(suo)述(shu)的esd結構(gou)，其特征(zheng)在于，所(suo)述(shu)第一(yi)p阱(jing)(jing)引出區的左側設置(zhi)有(you)第二n阱(jing)(jing)，所(suo)述(shu)第二p阱(jing)(jing)引出區的右側設置(zhi)有(you)第四n阱(jing)(jing)，所(suo)述(shu)第二n阱(jing)(jing)和所(suo)述(shu)第四n阱(jing)(jing)之間通(tong)過第三金(jin)屬連接(jie)線互(hu)連。

4.根據權利要求(qiu)3所(suo)述的esd結構，其特征在(zai)于(yu)，所(suo)述第一(yi)(yi)n阱(jing)和第二(er)n阱(jing)之間設置(zhi)有第一(yi)(yi)柵極，所(suo)述第三n阱(jing)和第四n阱(jing)之間設置(zhi)有第二(er)柵極。

5.根據(ju)權利要求4所(suo)(suo)(suo)述(shu)的esd結構，其特征(zheng)在于，所(suo)(suo)(suo)述(shu)第(di)(di)二金屬連(lian)接線還(huan)分別與所(suo)(suo)(suo)述(shu)第(di)(di)一(yi)柵(zha)極和(he)第(di)(di)二柵(zha)極相連(lian)，以(yi)使(shi)所(suo)(suo)(suo)述(shu)第(di)(di)一(yi)p阱引出(chu)區、第(di)(di)二p阱引出(chu)區、第(di)(di)一(yi)柵(zha)極和(he)第(di)(di)二柵(zha)極共接。

6.一(yi)種半(ban)導體器件，其(qi)特征在于，包(bao)括在襯底上(shang)間隔布(bu)置的(de)第(di)一(yi)nmos管和(he)(he)第(di)二nmos管，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)第(di)一(yi)nmos管包(bao)括第(di)一(yi)中(zhong)(zhong)壓p阱(jing)，且(qie)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)第(di)一(yi)中(zhong)(zhong)壓p阱(jing)上(shang)從左(zuo)至右依次(ci)(ci)布(bu)置有第(di)一(yi)n阱(jing)和(he)(he)第(di)一(yi)p阱(jing)引(yin)出(chu)(chu)(chu)區(qu)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)第(di)二nmos管包(bao)括第(di)二中(zhong)(zhong)壓p阱(jing)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)第(di)二中(zhong)(zhong)壓p阱(jing)上(shang)從左(zuo)至右依次(ci)(ci)布(bu)置有第(di)二p阱(jing)引(yin)出(chu)(chu)(chu)區(qu)和(he)(he)第(di)三n阱(jing)，其(qi)中(zhong)(zhong)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)第(di)一(yi)p阱(jing)引(yin)出(chu)(chu)(chu)區(qu)和(he)(he)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)第(di)二p阱(jing)引(yin)出(chu)(chu)(chu)區(qu)之間通過第(di)二金屬連接(jie)(jie)(jie)線互連，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)第(di)一(yi)n阱(jing)和(he)(he)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)第(di)三n阱(jing)分(fen)別接(jie)(jie)(jie)出(chu)(chu)(chu)第(di)一(yi)金屬連接(jie)(jie)(jie)線、第(di)四金屬連接(jie)(jie)(jie)線作為連接(jie)(jie)(jie)端(duan)口。

7.根據權(quan)利要求6所(suo)述的(de)半(ban)導體器(qi)件(jian)，其特征在于，所(suo)述襯底為p型襯底，所(suo)述襯底上設(she)置(zhi)有深(shen)n阱，所(suo)述第一(yi)nmos管和第二nmos管均位于所(suo)述深(shen)n阱中，且所(suo)述第一(yi)nmos管和第二nmos管之間(jian)通過至少(shao)部分的(de)所(suo)述深(shen)n阱間(jian)隔。

8.根據權利要求6所(suo)述(shu)(shu)的(de)半導體器件，其(qi)特征在于，所(suo)述(shu)(shu)第(di)一p阱(jing)(jing)引出(chu)區的(de)左側設置有(you)第(di)二n阱(jing)(jing)，所(suo)述(shu)(shu)第(di)二p阱(jing)(jing)引出(chu)區的(de)右(you)側設置有(you)第(di)四n阱(jing)(jing)，所(suo)述(shu)(shu)第(di)二n阱(jing)(jing)和所(suo)述(shu)(shu)第(di)四n阱(jing)(jing)之間(jian)通過第(di)三金屬(shu)連(lian)(lian)接線(xian)互(hu)連(lian)(lian)。

9.根據權利要求8所(suo)述的半導體器件，其特征(zheng)在于，所(suo)述第(di)(di)一(yi)n阱和(he)第(di)(di)二n阱之間(jian)設置(zhi)有第(di)(di)一(yi)柵(zha)極(ji)，所(suo)述第(di)(di)三(san)n阱和(he)第(di)(di)四n阱之間(jian)設置(zhi)有第(di)(di)二柵(zha)極(ji)。

10.根(gen)據權利要求9所述(shu)(shu)的半導體器件(jian)，其特征在于，所述(shu)(shu)第(di)二(er)金屬連接線還(huan)分別與所述(shu)(shu)第(di)一柵(zha)極和(he)(he)第(di)二(er)柵(zha)極相(xiang)連，以使所述(shu)(shu)第(di)一p阱引(yin)出(chu)(chu)區、第(di)二(er)p阱引(yin)出(chu)(chu)區、第(di)一柵(zha)極和(he)(he)第(di)二(er)柵(zha)極共接。

技術總結
本發明公開了一種ESD結構及半導體器件，屬于芯片靜電保護技術領域，該ESD結構，包括在襯底上間隔布置的第一NMOS管和第二NMOS管，第一NMOS管包括第一中壓P阱，且第一中壓P阱上從左至右依次布置有第一N阱和第一P阱引出區，第二NMOS管包括第二中壓P阱，第二中壓P阱上從左至右依次布置有第二P阱引出區和第三N阱，第一P阱引出區和第二P阱引出區之間通過第二金屬連接線互連，第一N阱和第三N阱分別接出第一金屬連接線、第四金屬連接線作為連接端口。通過將兩個NMOS管的P阱引出區相連，構成寄生三極管，實現雙向泄放，還能夠增加發射極和集電極之間的距離來增加保持電壓，提高芯片面積利用率。

技術研發人員：王創,高原,秋沉沉
受保護的技術使用者：上海華力微電子有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/9/19