摘要
随着集成电路的快速发展，器件的特征尺寸不断缩小，当工艺尺寸缩小到28nm以下时，鳍式场效晶体管（FinFET）依靠其较强的沟道控制能力和较小的泄漏电流，逐渐取代传统的平面MOS器件，成为主流技术。然而，由于FinFET器件具有较薄的硅体积和特殊的鳍（Fin）状结构，导致在静电放电（ESD）来临时器件的鲁棒性较低。此外，随着尺寸的缩小，器件的栅长、氧化层厚度等参数都会下降，这使得器件的栅氧击穿电压等参数也随之下降，ESD设计窗口变窄，进一步增加了ESD设计的难度。为满足小尺寸器件的ESD防护需求，本文基于FinFET工艺提出了以下两种ESD防护器件： （1）一种基于FinFET工艺的PNP ESD防护器件，该结构采用浅沟槽隔离技术将阳极端与阴极端隔开，这改变了器件泄放时的电流路径，迫使电流从窄Fin进入体硅中，更多的利用体硅进行泄放，在一定程度上降低了窄Fin中的电流聚集效应，提高了器件的鲁棒性。此外浅沟槽隔离的使用，增加了器件的泄放路径和导通电阻，再加上器件的多子空穴具有较低的迁移率，这使得器件的触发电压较大。综上所述，该器件在触发电压、失效电流以及ESD防护窗口等方面还有较大的优化空间。 （2）一种寄生SCR的新型双Fin ESD防护单元，该防护单元在Y轴方向上寄生了SCR结构，利用SCR开启后的正反馈效应提高器件的泄放能力。此外Y轴方向上的寄生效应有利于增强电流的纵向移动，这能缓解窄Fin中的电流聚集效应，抑制器件局部热点的形成。纵向的双Fin布局，能够减小了器件的基区宽度，避免了FinFET工艺中由于弱电导调制导致的寄生SCR无法正常工作的现象，因而新的防护单元获得了较高的鲁棒性。
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