CN100452398C - 一种用于高压漏极扩展nmos的栅极耦合的防静电保护结构 - Google Patents

一种用于高压漏极扩展nmos的栅极耦合的防静电保护结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于高压漏极扩展NMOS的栅极耦合的防静电保护结构，其在原有NMOS结构外增加一个利用金属硅化物阻挡工艺形成的N型浅注入结构电阻。由于在原有NMOS结构外增加一个N型浅注入结构电阻，从而有助于拉高栅极电压并形成一个峰值，而衬底电流也会随着栅极电压的增加而增大，这也更有利于NMOS寄生NPN三极管的开启，从而提高其静电保护的能力。

Description

一种用于高压漏极扩展NMOS的栅极耦合的防静电保护结构
技术领域
本发明涉及一种防静电保护结构，尤其涉及一种用于高压漏极扩展NMOS的栅极耦合的防静电保护结构。
背景技术
如图1所示，是已有技术的NMOS结构示意图，由栅极、漏极、源极组成。
目前当今流行的工艺技术使用CMOS作为防静电(ESD)保护器件，当静电进入时，泄放的静电电荷会造成保护管NMOS的寄生三极管导通，会产生迅速骤回(Snap back)的现象。如图2所示，在进入正常泻流状态的BC区域之前，保护管需达到A点的开启电压。开启电压由漏极的PN结反向漏电形成的衬底电流与衬底电阻决定，由于电路结构上会造成居中的NMOS的有效衬底电阻比两侧的大，因此居中的NMOS更易提前开启，而此时两侧的保护管并未达到开启的条件。这样并联在一起的保护管开启电压Vtl不一，如果所有的保护管不能尽量开启泻流的话，在强烈的静电冲击下，保护管就会损坏。
为了提高寄生三极管的开启机会，在GGNMOS(gate grounded NMOS)的技术基础上又增加了栅极耦合技术(Gate Coupled)---在栅极与接地之间连接一个N型浅注入结构电阻。这会导致在有静电从漏极进入时栅极的电位被栅漏电容拉起，以产生更大的衬底电流有利于保护管NMOS的寄生三极管导通。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在静电发生时，可有效开启NMOS寄生三极管从而泄放静电荷的一种静电保护装置。
为解决上述技术问题，本发明用于高压漏极扩展NMOS的栅极耦合的防静电保护结构在原有NMOS结构外增加一个利用金属硅化物阻挡工艺形成的N型浅注入结构电阻，N型浅注入结构电阻连接在栅极与接地之间。
本发明由于在原有NMOS结构外增加一个N型浅注入结构电阻，从而拉高栅极电压并形成一个峰值，而衬底电流也会随着栅极电压的增加而增大，这也更有利于NMOS寄生NPN三极管的开启，从而更好的保护保护管。
附图说明
图1是已有技术的NMOS结构图；
图2是已有技术使用CMOS作为防电保护器件时在静电进入时产生的迅速跳回现象；
图3是本发明一种用于高压漏极扩展NMOS的栅极耦合的一种防静电保护结构的NMOS结构图；
图4是本发明一种用于高压漏极扩展NMOS的栅极耦合的一种防静电保护结构的栅极耦合的低掺杂漏极的高压NMOS剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明对于GGNMOS(gate grounded NMOS)在静电进入时的工作状态首先进行说明，由于NMOS寄生的NPN三极管的基极(P型衬底)与源极的PN结在泻流时应处于正向导通，所以基极上加的偏压应比源极高0.7V，这个偏压与衬底电流与衬底电阻有关，在衬底电阻不变的情况下，衬底电流越大，基极上的偏压越大，则寄生NPN三极管越能更容易导通。
本发明在原有的NMOS结构上(如图3)增加利用金属硅化物阻挡工艺形成的N型浅注入结构电阻，所述新型NMOS结构通过栅极进行耦合联接，如图4所示。当静电进入时，漏极的电压增大，由于栅极和漏极之间的寄生电容造成栅极电位被拉高，电荷通过增加的N型浅注入结构形成的电阻流向接地；由于热载流子效应，如果Vds一定，当Vgs增大到某一个值时，衬底电流会增大到一个峰值，这样导致了衬底电流的增大，寄生NPN三极管也更容易导通。这样就解决了因开启电压不均匀而造成泻放静电能力很低的问题。

Claims (4)

1、一种用于高压漏极扩展NMOS的栅极耦合的防静电保护结构，其特征在于：在原有NMOS结构外增加一个利用金属硅化物阻挡工艺形成的N型浅注入结构电阻，所述N型浅注入结构电阻连接在栅极与接地之间。
2、根据权利要求1所述的用于高压漏极扩展NMOS的栅极耦合的防静电保护结构，其特征在于：所述N型浅注入结构电阻是由分开位于两端的金属硅化物与所述金属硅化物之下的N型重掺杂区，通过N型浅注入结构连接而成。
3、根据权利要求1所述用于高压漏极扩展NMOS的栅极耦合的防静电保护结构，其特征在于：所述N型浅注入结构电阻可以使用高压N阱注入条件，也可以使用漏极N型浅注入条件。
4、根据权利要求1所述的用于高压漏极扩展NMOS的栅极耦合的防静电保护结构，其特征在于：所述的增加了一个N型浅注入结构电阻的NMOS通过栅极耦合的方式并联。
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