本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造，尤其涉及一種靜電放電防護(hù)器件及其形成方法。

背景技術(shù)：

1、靜電放電(electro-static?discharge，縮寫為esd)現(xiàn)象可能導(dǎo)致元器件內(nèi)部線路受損，直接影響產(chǎn)品的正常使用壽命，甚至造成產(chǎn)品的損壞。因此，在芯片設(shè)計(jì)時，在芯片內(nèi)部的端口上，設(shè)計(jì)靜電放電防護(hù)器件十分必要。

2、可控硅(silicon?controlled?rectifier，縮寫為scr)靜電防護(hù)器件由于其自身的正反饋機(jī)制，具有單位面積泄放電流高、導(dǎo)通電阻小、魯棒性強(qiáng)、防護(hù)級別高的優(yōu)點(diǎn)，能夠以較小的版圖面積獲得較高靜電放電防護(hù)等級，因此，此類器件將成為集成電路靜電防護(hù)的熱門器件。

3、然而，可控硅器件還主要集中在低壓領(lǐng)域，即主要為低壓可控硅(low-voltage-triggered?scr，縮寫為lvtscr)器件，使其在集成電路中的應(yīng)用受到限制，具有高工作電壓的可控硅器件有待進(jìn)一步開發(fā)。

4、因此，現(xiàn)有的可控硅靜電放電防護(hù)器件的性能亟需提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種靜電放電防護(hù)器件及其形成方法，以提高靜電放電防護(hù)器件的工作電壓。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種靜電放電防護(hù)器件，包括：襯底，所述襯底包括相接觸的第一阱區(qū)和第二阱區(qū)，所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)沿平行于襯底表面的第一方向排布，所述第一阱區(qū)和所述第二阱區(qū)的導(dǎo)電類型不同；位于所述第一阱區(qū)內(nèi)若干相互分立的第一摻雜區(qū)，若干所述第一摻雜區(qū)沿平行于襯底表面的第二方向排布，所述第二方向與第一方向相互垂直，所述第一摻雜區(qū)的摻雜類型與第一阱區(qū)不同；位于所述第二阱區(qū)內(nèi)若干相互分立的第二摻雜區(qū)，若干所述第二摻雜區(qū)沿平行于襯底表面的第二方向排布，所述第二摻雜區(qū)的摻雜類型與第二阱區(qū)不同。

3、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件還包括：位于第一阱區(qū)內(nèi)的第三摻雜區(qū)，所述第三摻雜區(qū)的摻雜類型與第一阱區(qū)相同，且所述第三摻雜區(qū)的摻雜濃度大于所述第一阱區(qū)的摻雜濃度。

4、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件還包括：位于第二阱區(qū)內(nèi)的第四摻雜區(qū)，所述第四摻雜區(qū)的摻雜類型與第二阱區(qū)相同，且所述第四摻雜區(qū)的摻雜濃度大于所述第二阱區(qū)的摻雜濃度。

5、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件還包括：位于第一阱區(qū)內(nèi)的第五摻雜區(qū)，所述第五摻雜區(qū)位于相鄰所述第一摻雜區(qū)之間，所述第五摻雜區(qū)的摻雜類型與第一阱區(qū)相同，且所述第五摻雜區(qū)的摻雜濃度大于所述第一阱區(qū)的摻雜濃度。

6、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件還包括：位于第二阱區(qū)內(nèi)的第六摻雜區(qū)，所述第六摻雜區(qū)位于相鄰所述第二摻雜區(qū)之間，所述第六摻雜區(qū)的摻雜類型與第二阱區(qū)相同，且所述第六摻雜區(qū)的摻雜濃度大于所述第二阱區(qū)的摻雜濃度。

7、可選的，所述襯底包括第一半導(dǎo)體層、位于第一半導(dǎo)體層表面的絕緣層以及位于絕緣層上的第二半導(dǎo)體層；所述第一阱區(qū)和所述第二阱區(qū)底部與所述絕緣層頂部表面相接觸。

8、可選的，所述第二半導(dǎo)體層的層數(shù)為一層或多層的組合，所述第二半導(dǎo)體層的材料包括：單晶硅、鍺化硅或鍺。

9、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件還包括：位于所述襯底內(nèi)的隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)包圍所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)。

10、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件還包括：位于第一阱區(qū)頂部表面以及第二阱區(qū)表面的柵極層。

11、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件還包括：位于第一摻雜區(qū)頂部表面、第二摻雜區(qū)表面、第三摻雜區(qū)頂部表面以及第四摻雜區(qū)區(qū)頂部表面的第一接觸層。

12、可選的，所述第一摻雜區(qū)在第一方向上的寬度范圍為0.5微米至8微米，所述第二摻雜區(qū)在第一方向上的寬度范圍為0.5微米至8微米。

13、可選的，所述第一摻雜區(qū)和所述第二摻雜區(qū)的數(shù)量相同，所述第五摻雜區(qū)和所述第六摻雜區(qū)的數(shù)量相同。

14、可選的，所述第一摻雜區(qū)、所述第二摻雜區(qū)、所述第五摻雜區(qū)和所述第六摻雜區(qū)的數(shù)量范圍為1個至16個。

15、可選的，所述第一摻雜區(qū)的離子摻雜濃度為1.0×1015atom/cm3至9×1015atom/cm3，所述第二摻雜區(qū)的離子摻雜濃度為1.0×1015atom/cm3至9×1015atom/cm3，所述第三摻雜區(qū)的離子摻雜濃度為1.0×1012atom/cm3至1.0×1013atom/cm3，所述第四摻雜區(qū)的離子摻雜濃度為1.0×1012atom/cm3至1.0×1013atom/cm3，所述第五摻雜區(qū)摻雜濃度為1.0×1015atom/cm3至9×1015atom/cm3，所述第六摻雜區(qū)的離子摻雜濃度為1.0×1015atom/cm3至9×1015atom/cm3。

16、相應(yīng)的，本發(fā)明技術(shù)方案還提供一種靜電放電防護(hù)器件的形成方法，包括：提供襯底，所述襯底包括相接觸的第一阱區(qū)和第二阱區(qū)，所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)沿平行于襯底表面的第一方向排布，所述第一阱區(qū)和所述第二阱區(qū)的導(dǎo)電類型不同；在所述第一阱區(qū)內(nèi)形成若干相互分立的第一摻雜區(qū)，若干所述第一摻雜區(qū)沿平行于襯底表面的第二方向排布，所述第二方向與第一方向相互垂直，所述第一摻雜區(qū)的摻雜類型與第一阱區(qū)不同；在所述第二阱區(qū)內(nèi)形成若干相互分立的第二摻雜區(qū)，若干所述第二摻雜區(qū)沿平行于襯底表面的第二方向排布，所述第二摻雜區(qū)的摻雜類型與第二阱區(qū)不同。

17、可選的，形成所述第一摻雜區(qū)和所述第二摻雜區(qū)的方法包括：對所述襯底進(jìn)行第一離子注入處理，形成第一阱區(qū)；對所述襯底進(jìn)行第二離子注入處理，形成第二阱區(qū)；對第一阱區(qū)進(jìn)行第三離子注入處理，形成第一摻雜區(qū)；對第二阱區(qū)進(jìn)行第四離子注入處理，形成第二摻雜區(qū)。

18、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件的形成方法還包括：在形成第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)之后，對第一阱區(qū)進(jìn)行第五離子注入處理，形成第三摻雜區(qū)；對第二阱區(qū)進(jìn)行第六離子注入處理，形成第四摻雜區(qū)；對第一阱區(qū)進(jìn)行第七離子注入處理，形成第五摻雜區(qū)；對第二阱區(qū)進(jìn)行第八離子注入處理，形成第六摻雜區(qū)。

19、可選的，所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)的導(dǎo)電類型相反，所述第一離子注入處理和第二離子注入處理的離子注入能量為10kev至100kev，所述第一離子注入處理和第二離子注入處理的離子注入劑量為1.0×1012atom/cm2至1.0×1013atom/cm2；所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的導(dǎo)電類型相反，所述第三離子注入處理和所述第四離子注入處理的離子注入能量為5kev至80kev，所述第三離子注入處理和所述第四離子注入處理的離子注入劑量為1.0×1015atom/cm2至9×1015atom/cm2；所述第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)的導(dǎo)電類型相反，所述第五離子注入處理和所述第六離子注入處理的離子注入能量為5kev至100kev，所述第五離子注入處理和所述第六離子注入處理的離子注入劑量為1.0×1012atom/cm2至1.0×1013atom/cm2；所述第五摻雜區(qū)和第六摻雜區(qū)的導(dǎo)電類型相反，所述第七離子注入處理和所述第八離子注入處理的離子注入能量為5kev至80kev，所述第七離子注入處理和所述第八離子注入處理的離子注入劑量為1×1015atom/cm2至9×1015atom/cm2。

20、可選的，所述襯底包括第一半導(dǎo)體層、位于第一半導(dǎo)體層表面的絕緣層以及位于絕緣層上的第二半導(dǎo)體層，所述第一阱區(qū)和所述第二阱區(qū)底部與所述絕緣層頂部表面相接觸。

21、可選的，所述第二半導(dǎo)體層的層數(shù)為一層或多層的組合，所述第二半導(dǎo)體層的材料包括：單晶硅、鍺化硅或鍺。

22、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件的形成方法還包括：在形成第一阱區(qū)和第二阱區(qū)之后，對所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)的兩側(cè)進(jìn)行刻蝕，直至暴露出所述絕緣層，形成淺溝槽；在所述淺溝槽內(nèi)沉積初始隔離結(jié)構(gòu)；對所述初始隔離結(jié)構(gòu)進(jìn)行平坦化處理，形成隔離結(jié)構(gòu)。

23、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件的形成方法還包括：在形成第一阱區(qū)和第二阱區(qū)之后，在第一阱區(qū)和第二阱區(qū)頂部表面沉積柵極層，所述柵極層暴露出部分所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)表面。

24、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件的形成方法還包括：在形成所述柵極層之后，在所述第一摻雜區(qū)、第二摻雜區(qū)、第三摻雜區(qū)、第四摻雜區(qū)、第五摻雜區(qū)以及第六摻雜區(qū)的頂部表面沉積第一接觸層。

25、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件的形成方法還包括：在形成第一阱區(qū)和第二阱區(qū)之后，在第一阱區(qū)和第二阱區(qū)頂部表面形成阻擋層，所述阻擋層暴露出部分所述第一阱區(qū)和第二阱區(qū)表面。

26、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件的形成方法還包括：在形成所述阻擋層之后，在所述第一摻雜區(qū)、第二摻雜區(qū)、第三摻雜區(qū)、第四摻雜區(qū)、第五摻雜區(qū)以及第六摻雜區(qū)的頂部表面沉積第二接觸層。

27、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件的形成方法還包括：所述第一摻雜區(qū)在第一方向上的寬度范圍為0.5微米至8微米，所述第二摻雜區(qū)在第一方向上的寬度范圍為0.5微米至8微米。

28、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件的形成方法還包括：所述第一摻雜區(qū)和所述第二摻雜區(qū)的數(shù)量相同，所述第五摻雜區(qū)和所述第六摻雜區(qū)的數(shù)量相同。

29、可選的，所述靜電放電防護(hù)器件的形成方法還包括：所述第一摻雜區(qū)、所述第二摻雜區(qū)、所述第五摻雜區(qū)和所述第六摻雜區(qū)的數(shù)量范圍為1個至16個。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下有益效果：

31、本發(fā)明技術(shù)方案提供的靜電放電防護(hù)器件的形成方法中，通過在第一阱區(qū)內(nèi)形成若干相互分立的第一摻雜區(qū)，以及在第二阱區(qū)內(nèi)形成若干相互分立的第二摻雜區(qū)，減小了第一摻雜區(qū)以及第二摻雜區(qū)的面積，即減小了發(fā)射極的面積，使得所述靜電放電防護(hù)器件處于高阻態(tài)，進(jìn)而增加了靜電放電防護(hù)器件的工作電壓，提升靜電放電防護(hù)器件的性能，且減小了靜電放電防護(hù)器件的面積，提高了靜電放電防護(hù)器件的集成度。此外，本發(fā)明技術(shù)方案提供的靜電放電防護(hù)器件能夠在不同的襯底上形成，提升制成工藝的均一性和穩(wěn)定性。

32、進(jìn)一步，本發(fā)明技術(shù)方案中的第一摻雜區(qū)和所述第二摻雜區(qū)的數(shù)量可調(diào)控，進(jìn)而控制所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的面積，即控制發(fā)射極的面積，使得靜電放電防護(hù)器件的工作電壓隨第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的面積變化而變化，實(shí)現(xiàn)靜電放電防護(hù)器件的工作電壓的可調(diào)控性，提升靜電放電防護(hù)器件的性能。

33、進(jìn)一步，本發(fā)明技術(shù)方案通過在若干相互分立的第一摻雜區(qū)之間形成第五摻雜區(qū)，以及在若干相互分立的第二摻雜區(qū)之間形成第六摻雜區(qū)，使得所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的體接觸面積增加，進(jìn)而提高了所述靜電放電防護(hù)器件的導(dǎo)電性。

34、進(jìn)一步，本發(fā)明技術(shù)方案中，第一區(qū)頂部表面、第一阱區(qū)表面、第二區(qū)頂部表面、第三區(qū)頂部表面、第二阱區(qū)表面以及第四區(qū)頂部表面的阻擋層實(shí)現(xiàn)了后續(xù)形成的第二接觸層的精確對準(zhǔn)，避免了在高壓、高功率應(yīng)用時靜電放電防護(hù)器件柵氧化層擊穿風(fēng)險(xiǎn)，且實(shí)現(xiàn)了工藝步驟的簡化。

35、本發(fā)明技術(shù)方案提供的靜電放電防護(hù)器件中，位于第一阱區(qū)內(nèi)的若干相互分立的第一摻雜區(qū)，以及位于第二阱區(qū)內(nèi)的若干相互分立的第二摻雜區(qū)，減小了第一摻雜區(qū)以及第二摻雜區(qū)的面積，即減小了發(fā)射極的面積，使得所述靜電放電防護(hù)器件處于高阻態(tài)，進(jìn)而增加了靜電放電防護(hù)器件的工作電壓，提升靜電放電防護(hù)器件的性能，且減小了靜電放電防護(hù)器件的面積，提高了靜電放電防護(hù)器件的集成度。此外，本發(fā)明技術(shù)方案提供的靜電放電防護(hù)器件能夠在不同的襯底上形成，提升制成工藝的均一性和穩(wěn)定性。

36、進(jìn)一步，本發(fā)明技術(shù)方案中的第一摻雜區(qū)和所述第二摻雜區(qū)的數(shù)量可調(diào)控，進(jìn)而控制所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的面積，即控制發(fā)射極的面積，使得靜電放電防護(hù)器件的工作電壓隨第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的面積變化而變化，實(shí)現(xiàn)靜電放電防護(hù)器件的工作電壓的可調(diào)控性，提升靜電放電防護(hù)器件的性能。

37、進(jìn)一步，本發(fā)明技術(shù)方案中，位于若干相互分立的第一摻雜區(qū)之間的第五摻雜區(qū)，以及位于若干相互分立的第二摻雜區(qū)之間的第六摻雜區(qū)，使得所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)的體接觸面積增加，進(jìn)而提高了所述靜電放電防護(hù)器件的導(dǎo)電性。

38、進(jìn)一步，本發(fā)明技術(shù)方案中，第一區(qū)頂部表面、第一阱區(qū)表面、第二區(qū)頂部表面、第三區(qū)頂部表面、第二阱區(qū)表面以及第四區(qū)頂部表面的阻擋層實(shí)現(xiàn)了后續(xù)形成的第二接觸層的精確對準(zhǔn)，避免了在高壓、高功率應(yīng)用時靜電放電防護(hù)器件柵氧化層擊穿風(fēng)險(xiǎn)，且實(shí)現(xiàn)了工藝步驟的簡化。