雙向低觸發(fā)電壓橫向晶閘管放電管研究

蔣 剛，鄧旭聰，趙 明

(1.國網(wǎng)廣安供電公司，廣安 638000；2.四川大學(xué)電子信息學(xué)院，成都 610065)

0 引 言

晶閘管(SCR)由于其深回滯輸出特性曲線、低導(dǎo)通電阻、高靜電放電(ESD)泄流能力的特點，在ESD保護中得到越來越廣泛的應(yīng)用[1-2]。除了采用多個器件的組合方案來實現(xiàn)雙向ESD保護之外，也可以用單向SCR的衍生器件來實現(xiàn)雙向ESD保護，雙向SCR器件內(nèi)部是NPNPN結(jié)構(gòu)[3]。為了對集成電路的輸出端口形成有效保護，需要低觸發(fā)電壓的SCR放電管作為ESD保護器件[4]。對于低觸發(fā)電壓SCR放電管，在保證SCR放電管的開啟速度不受影響的前提下，通過優(yōu)化SCR放電管內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如寄生晶體管基區(qū)結(jié)構(gòu)、發(fā)射區(qū)結(jié)構(gòu)、低電壓觸發(fā)結(jié)構(gòu)等)的方法來降低SCR放電管的觸發(fā)電壓。

目前雖然關(guān)于ESD保護應(yīng)用的SCR放電管設(shè)計及制備的文獻報道較多，但是大多為分立垂直導(dǎo)通型結(jié)構(gòu)，且觸發(fā)電壓較高(其觸發(fā)電壓一般在十幾伏到幾十伏之間)，對于基于雙極型集成電路工藝的橫向低觸發(fā)電壓SCR放電管的報道較少。本文依據(jù)雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管電參數(shù)指標(biāo)要求，利用利用Silvaco-TCAD半導(dǎo)體器件仿真軟件對雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管結(jié)構(gòu)參數(shù)進行仿真設(shè)計。探究了N-襯底區(qū)、寄生PNP晶體管P-集電區(qū)、寄生NPN晶體管P-基區(qū)、N+陰極區(qū)、N+觸發(fā)區(qū)、寄生PNP晶體管P-集電區(qū)與寄生NPN晶體管P-基區(qū)間距、寄生NPN晶體管表面基區(qū)寬度對器件電學(xué)性能的影響。通過實際流片，研制出的樣片的觸發(fā)電壓VS、觸發(fā)電流IS、維持電流IH及觸發(fā)電壓、維持電流高低溫變化率完全滿足電參數(shù)指標(biāo)要求。本文研究結(jié)果可為雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管的設(shè)計及制備提供一定的參考信息。

1 器件結(jié)構(gòu)及物理模型

圖1 雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of transverse SCR discharge transistor with bidirectional low trigger voltage

雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管是一種對稱的ESD保護器件，它沒有陽極與陰極的差異，在兩個方向的ESD保護性能是等同的。在結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計及輸出特性研究中，針對雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管的一路進行仿真研究。圖1為雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管二維剖面結(jié)構(gòu)(其中一路)。器件中P陽極區(qū)、N-襯底區(qū)、P區(qū)構(gòu)成寄生PNP晶體管，N+陰極區(qū)、P區(qū)、N-襯底區(qū)構(gòu)成寄生NPN晶體管，寄生PNP晶體管與寄生NPN晶體管相互耦合，形成PNPN晶閘管結(jié)構(gòu)，器件底部為柵極。當(dāng)寄生PNP晶體管與寄生NPN晶體管共基極短路電流放大倍數(shù)之和大于1(αPNP+αNPN>1)時，PNPN晶閘管結(jié)構(gòu)觸發(fā)開通[5]。

在25 ℃條件下，電參數(shù)要求為：(1)觸發(fā)電壓VS=6～10 V；(2)觸發(fā)電流IS<500 μA；(3)維持電流IH<5 mA。高低溫變化率要求：(1)觸發(fā)電壓VS低溫變化率低于1%；(2)觸發(fā)電壓VS高溫變化率低于1%；(3)維持電流IH低溫變化率低于200%；(4)維持電流IH高溫變化率低于50%。依據(jù)常溫電參數(shù)要求，通過仿真設(shè)計確定器件的結(jié)構(gòu)參數(shù)。仿真設(shè)計得到的器件結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。其中，P陽極區(qū)與寄生NPN管P基區(qū)在同一工藝步驟經(jīng)P型摻雜制備得到，N+陰極區(qū)與N+觸發(fā)區(qū)在同一工藝步驟經(jīng)N型摻雜制備得到。

表1 器件結(jié)構(gòu)參數(shù)Table 1 Device structural parameters

在仿真前需要建立精確的物理參數(shù)模型，包括復(fù)合模型、遷移率模型等。復(fù)合模型考慮了SRH復(fù)合模型和俄歇(Auger)復(fù)合模型[6-7]。在仿真設(shè)計中考慮環(huán)境溫度和結(jié)溫變化對器件電學(xué)性能溫度特性的影響，采用Klaassen遷移率模型[7-9]。同時在仿真設(shè)計中考慮器件內(nèi)部電場對載流子遷移率的影響，采用解析的低電場遷移率(Analytic)模型和平行電場相關(guān)的負微分飽和速度效應(yīng)遷移率(Fldmob)模型[7,10-11]。與電場有關(guān)的碰撞電離率采用Selberherr碰撞電離模型(Selb)[6-7]。當(dāng)器件內(nèi)存在足夠高的電場，局部能帶彎曲可能足以允許電子通過內(nèi)部場發(fā)射從價帶隧穿進入導(dǎo)帶，因此，在導(dǎo)帶和價帶中分別產(chǎn)生額外的電子和空穴。由于所研究的雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管有低觸發(fā)電壓的要求，因此器件內(nèi)需要設(shè)計并制備輔助觸發(fā)結(jié)構(gòu)，輔助觸發(fā)結(jié)構(gòu)為兩側(cè)重摻雜的PN結(jié)，因此在仿真觸發(fā)特性的過程中，需要考慮重摻雜所致的帶-帶隧穿機制，在仿真中選擇BBT.STD模型[6-7]。由于溫度變化對載流子遷移率、禁帶寬度等材料參數(shù)產(chǎn)生影響，將導(dǎo)致器件電學(xué)性能隨溫度變化發(fā)生漂移。因此，在雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管瞬態(tài)響應(yīng)特性仿真過程中，為了精確模擬在瞬態(tài)脈沖電流下器件晶格溫度的變化及分布，必須同時考慮載流子同晶格處于不同溫度下的非熱平衡效應(yīng)與非局域效應(yīng)耦合的半導(dǎo)體器件方程，在仿真過程中利用非等溫能量平衡傳輸(Non-isothermal Energy Balance Model，NEB)模型來研究器件的瞬態(tài)特性[7]。另外還考慮了重摻雜引起的禁帶變窄效應(yīng)(Bgn)和能帶簡并效應(yīng)(Fermi)[6-7]。

2 結(jié)果與討論

圖2為仿真得到的P區(qū)摻雜濃度和結(jié)深對雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管輸出I-V特性的影響。由圖2(a)可見：當(dāng)P區(qū)結(jié)深dp-(結(jié)深為2.7 μm)一定時，隨著P區(qū)表面濃度Np-的增大，轉(zhuǎn)折電壓和觸發(fā)電壓隨之減小。觸發(fā)電流和維持電流隨之增大，且通態(tài)壓降隨之略有增大。根據(jù)低觸發(fā)電壓指標(biāo)的要求，同時需要考慮降低干擾信號誤觸發(fā)的風(fēng)險，應(yīng)該適當(dāng)提高P區(qū)摻雜濃度。由圖2(b)可知，當(dāng)P區(qū)表面濃度一定時(表面濃度為3.5×1018cm-3)，隨著P區(qū)結(jié)深的增大，轉(zhuǎn)折電壓和觸發(fā)電壓隨之增大。觸發(fā)電流和維持電流隨之增大，且通態(tài)壓降隨之增大。根據(jù)低觸發(fā)電壓指標(biāo)的要求，同時需要考慮降低干擾信號誤觸發(fā)的風(fēng)險，應(yīng)該適當(dāng)減小P區(qū)結(jié)深。

圖2 P區(qū)摻雜濃度和結(jié)深對雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管輸出I-V特性的影響Fig.2 Influence of P region doping concentration and junction depth on the output I-V characteristics of transverse SCR discharge transistor with bidirectional low trigger voltage

圖3為仿真得到的 P區(qū)摻雜濃度和結(jié)深對雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管抗瞬態(tài)電流燒毀能力的影響。施加脈沖電流進行瞬態(tài)響應(yīng)仿真(用于衡量放電管抗瞬態(tài)電流燒毀的能力)，脈沖峰值電流為2 A，脈沖上升時間和下降時間為10 ns，脈寬為80 ns(文中瞬態(tài)仿真的仿真條件相同)。當(dāng)P區(qū)結(jié)深一定時，隨著P區(qū)表面濃度的增大，器件峰值晶格溫度隨之增大，器件抗瞬態(tài)電流燒毀能力下降(見圖3(a))。當(dāng)P區(qū)表面濃度一定時，隨著P區(qū)結(jié)深的增大，器件峰值晶格溫度隨之顯著增大，器件抗瞬態(tài)電流燒毀能力下降(見圖3(b))。為了提高放電管的抗瞬態(tài)電流的燒毀能力，應(yīng)該適當(dāng)降低P區(qū)的摻雜濃度和減小P區(qū)結(jié)深。其中降低P區(qū)摻雜濃度與降低觸發(fā)電壓、提高維持電流對P區(qū)摻雜濃度的要求相矛盾，因此對于P區(qū)摻雜濃度的選擇應(yīng)在滿足電參數(shù)指標(biāo)的前提下適當(dāng)降低。P區(qū)結(jié)深對直流輸出I-V特性和瞬態(tài)輸出特性曲線的影響較顯著。當(dāng)P區(qū)結(jié)深為2 μm時，器件沒有表現(xiàn)出回滯特性曲線(見圖3(b))，不具有ESD保護能力。在脈沖峰值電流為2 A情況下，當(dāng)P區(qū)結(jié)深為3.5 μm時，器件內(nèi)部峰值晶格溫度已達到1 000 K(見圖3(b))。因此，允許的P區(qū)結(jié)深范圍較窄。

圖3 P區(qū)摻雜濃度和結(jié)深對雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管瞬態(tài)響應(yīng)的影響Fig.3 Influence of P region doping concentration and junction depth on transient response of transverse SCR discharge transistor with bidirectional low trigger voltage

圖4為仿真得到的N-襯底摻雜濃度Ns對雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管輸出I-V特性和瞬態(tài)特性的影響。由圖4(a)可知，N-襯底摻雜濃度不僅影響寄生NPN晶體管集電結(jié)偏壓，同時也會影響寄生PNP晶體管的電流放大倍數(shù)。由于器件內(nèi)部具有低壓觸發(fā)結(jié)構(gòu)，因此器件的轉(zhuǎn)折電壓和觸發(fā)電壓由內(nèi)部觸發(fā)結(jié)構(gòu)決定。從而使得不同襯底摻雜濃度情況下的觸發(fā)電壓和轉(zhuǎn)折電壓相差不大。隨著襯底摻雜濃度的增大，器件觸發(fā)電流和維持電流隨之顯著增大，維持電壓也有所增大。根據(jù)低觸發(fā)電壓指標(biāo)的要求，同時需要考慮降低干擾信號誤觸發(fā)的風(fēng)險，應(yīng)該適當(dāng)提高襯底摻雜濃度。由圖4(b)可知，隨著襯底摻雜濃度的增大，器件峰值晶格溫度隨之先增大后減小，臨界襯底摻雜濃度為2×1016cm-3。原因為：隨著襯底摻雜濃度的增大，放電管開啟時間延長，但瞬態(tài)觸發(fā)電壓(瞬態(tài)觸發(fā)電壓及開啟時間與PN結(jié)電容有關(guān)，襯底摻雜濃度越高，觸發(fā)電壓越低，且空間電荷區(qū)展寬越小，結(jié)電容越大，開啟速度越慢)降低，因此存在臨界的襯底摻雜濃度。

圖4 N-襯底摻雜濃度對雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管輸出I-V特性和瞬態(tài)響應(yīng)特性的影響Fig.4 Influence of N- substrate doping concentration on the output I-V characteristics and transient response characteristics of transverse SCR discharge transistor with bidirectional low trigger voltage

圖5為仿真得到的寄生PNP晶體管P-集電區(qū)與寄生NPN晶體管P-基區(qū)間距(WN1)對雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管輸出I-V特性和瞬態(tài)響應(yīng)特性的影響。由圖5(a)可知，WN1越大，寄生橫向PNP晶體管基區(qū)寬度越寬，電流放大倍數(shù)越低，越難進入PNPN SCR正反饋模式，導(dǎo)致觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流、維持電壓、維持電流增大。當(dāng)WN1較小(5 μm)時，寄生PNP晶體管電流放大倍數(shù)較大，在器件內(nèi)部低壓觸發(fā)區(qū)擊穿前，器件已經(jīng)開通，考慮降低干擾信號誤觸發(fā)的風(fēng)險，選擇的WN1寬度需要不小于7.5 μm。當(dāng)WN1大于5 μm時，轉(zhuǎn)折電壓由內(nèi)部低壓觸發(fā)區(qū)擊穿電壓決定，轉(zhuǎn)折電壓相差不大。由圖5(b)可知，施加瞬態(tài)電流進行瞬態(tài)響應(yīng)仿真時，隨著WN1的增大，器件峰值晶格溫度隨之先增大后減小，當(dāng)WN1=7.5 μm時器件的峰值溫度最高，器件抗瞬態(tài)電流燒毀能力最低。因此，為了提高放電管的抗瞬態(tài)電流燒毀能力，應(yīng)適當(dāng)增大P區(qū)邊緣橫向距離WN1。

圖5 P區(qū)間距對雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管輸出I-V特性和瞬態(tài)響應(yīng)特性的影響Fig.5 Influence of P region spacing on the output I-V characteristics and transient response characteristics of transverse SCR discharge transistor with bidirectional low trigger voltage

圖6為仿真得到的N+陰極區(qū)與寄生NPN晶體管P基區(qū)邊緣間距(WL)對雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管輸出I-V特性和瞬態(tài)響應(yīng)特性的影響。由圖6(a)可知，N+陰極區(qū)與P基區(qū)邊緣間距WL越大，N+陰極區(qū)邊緣寄生NPN晶體管基區(qū)寬度越大，N+陰極區(qū)邊緣開通程度越低，觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流、維持電壓、維持電流越大。轉(zhuǎn)折電壓由內(nèi)部觸發(fā)區(qū)擊穿電壓決定，轉(zhuǎn)折電壓相差不大。由圖6(b)可知，施加瞬態(tài)電流進行瞬態(tài)響應(yīng)仿真，隨著N+區(qū)與P基區(qū)結(jié)邊緣間距WL的增大，器件峰值晶格溫度隨之先增大后減小。當(dāng)WL=4 μm時器件的峰值晶格溫度最高，器件抗瞬態(tài)電流燒毀能力最低。當(dāng)WL較小時，器件過熱點出現(xiàn)在P區(qū)柱面結(jié)表面處。隨著WL增大，器件過熱點轉(zhuǎn)移至柱面結(jié)側(cè)面邊緣。當(dāng)WL進一步增大時，器件過熱點轉(zhuǎn)移至柱面結(jié)與平面結(jié)的交界處。隨著WL增大，器件進入SCR正反饋導(dǎo)通模式的觸發(fā)時間增長。為了提高器件抗瞬態(tài)電流的燒毀能力，并提高放電管的開啟速度，應(yīng)該適當(dāng)減小N+區(qū)與P區(qū)邊緣間距WL。

圖6 N+陰極區(qū)與寄生NPN晶體管P基區(qū)邊緣間距對雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管輸出I-V特性和瞬態(tài)響應(yīng)特性的影響Fig.6 Influence of the spacing between the N+ cathode region and the P base region edge of parasitic NPN transistor on the output I-V characteristics and transient response characteristics of transverse SCR discharge transistor with bidirectional low trigger voltage

圖7為仿真得到的低壓觸發(fā)區(qū)N+摻雜濃度對雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管輸出I-V特性和瞬態(tài)響應(yīng)特性的影響。由圖7(a)可知，隨著低壓觸發(fā)結(jié)構(gòu)N+區(qū)摻雜濃度的增大，觸發(fā)電壓、轉(zhuǎn)折電壓隨之先減小后保持不變，維持電壓和維持電流相差不大。器件觸發(fā)開通后，進入晶閘管正反饋模式，內(nèi)部觸發(fā)結(jié)構(gòu)PN結(jié)將不再有電流流過。器件的觸發(fā)電壓和轉(zhuǎn)折由內(nèi)部觸發(fā)區(qū)擊穿電壓決定。器件的維持電壓、維持電流由PNPN寄生晶閘管結(jié)構(gòu)參數(shù)決定。由圖7(b)可見：施加瞬態(tài)電流進行瞬態(tài)響應(yīng)仿真，隨著低壓觸發(fā)結(jié)構(gòu)N+區(qū)摻雜濃度的增大，器件峰值晶格溫度相差不大。

圖7 低壓觸發(fā)區(qū)N+摻雜濃度對雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管輸出I-V特性和瞬態(tài)響應(yīng)特性的影響Fig.7 Influence of the N+ doping concentration in low voltage trigger region on I-V output characteristics and transient response characteristics of transverse SCR discharge transistor with bidirectional low trigger voltage

圖8為根據(jù)上述優(yōu)化設(shè)計得到的雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管光刻版圖。共5次光刻，一次光刻為P區(qū)光刻，二次光刻為N+陰極區(qū)和N+低壓觸發(fā)區(qū)光刻(N+陰極區(qū)和N+低壓觸發(fā)區(qū)同步形成)，三次光刻為接觸孔光刻，四次光刻為金屬電極光刻，五次光刻為鈍化光刻。設(shè)計得到的芯片版圖面積為630×630 μm2，兩焊盤面積均為170×130 μm2。

圖8 雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管版圖Fig.8 Mask of transverse SCR discharge transistor with bidirectional low trigger voltage

依據(jù)仿真設(shè)計得到的結(jié)構(gòu)參數(shù)，編制器件制造工藝流程。最終確定的雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管工藝流程包括：(1)襯底材料準(zhǔn)備；(2)氧化；(3)P區(qū)光刻；(4)P區(qū)離子注入摻雜及退火；(5)淀積二氧化硅；(6)N+區(qū)光刻；(7)N+區(qū)離子注入摻雜及退火；(8)淀積二氧化硅；(9)接觸孔光刻；(10)金屬化電極制備。其中：N型襯底單晶電阻率為0.6～0.8 Ω·cm，總片厚為255～260 μm。為了降低硅表面缺陷態(tài)密度，熱氧化前通30 min三氯乙烯。硼離子注入能量為60 keV，注入劑量為7.7×1014cm-2，推結(jié)時間300 min，推結(jié)溫度1 100 ℃；磷離子注入能量為30 keV，注入劑量為8×1015cm-2，推結(jié)時間120 min，推結(jié)溫度1 050 ℃。最終測得縱向結(jié)構(gòu)參數(shù)：P區(qū)薄層電阻為99.6～102.5 Ω/□，P區(qū)結(jié)深為2.65～2.95 μm；N+陰極區(qū)薄層電阻為5.9～6.5 Ω/□。N+區(qū)結(jié)深為1.13～1.32 μm，與仿真設(shè)計值基本一致。

在雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管試制過程中，針對觸發(fā)電壓低溫變化率偏大，不滿足指標(biāo)要求(其他參數(shù)滿足指標(biāo)要求)的情況進行技術(shù)攻關(guān)。從器件結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造工藝兩方面，擬定了三種改善觸發(fā)電壓低溫變化率偏大的技術(shù)方案，分別為：(1)調(diào)整N+陰極區(qū)結(jié)深(即調(diào)整寄生NPN晶體管基區(qū)寬度)，其他結(jié)構(gòu)參數(shù)不變；(2)調(diào)整版圖中N+低壓觸發(fā)區(qū)與N+陰極區(qū)的間距，其他結(jié)構(gòu)參數(shù)不變；(3)調(diào)整版圖中N+低壓觸發(fā)區(qū)自身的寬度，其他結(jié)構(gòu)參數(shù)不變。通過實驗對比，在版圖中增大N+低壓觸發(fā)區(qū)與N+陰極區(qū)的間距對改善觸發(fā)電壓低溫變化率的效果較顯著，并能控制其他參數(shù)(常溫下觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流、維持電流等)實測值滿足指標(biāo)要求。當(dāng)增大N+低壓觸發(fā)區(qū)與N+陰極區(qū)的間距，由12 μm增大到17 μm后，常溫下觸發(fā)電壓增大約0.5 V，觸發(fā)電壓低溫變化率較調(diào)整前降低約0.6%，觸發(fā)電壓高溫變化率降低約0.2%，其他電參數(shù)變化不大。采用增大N+陰極區(qū)結(jié)深的方法雖然也可降低觸發(fā)電壓的低溫變化率，但對常溫下器件的觸發(fā)特性產(chǎn)生較顯著的影響(調(diào)整陰極區(qū)結(jié)深將影響寄生NPN晶體管共基極短路電流放大倍數(shù)，其對器件的觸發(fā)特性影響較大)，無法控制其他參數(shù)值滿足指標(biāo)要求。通過調(diào)整版圖中N+低壓觸發(fā)區(qū)寬度的方法對于觸發(fā)電壓低壓變化率改善效果不明顯。經(jīng)過關(guān)鍵工藝攻關(guān)，最終研制出的樣片的觸發(fā)電壓VS、觸發(fā)電流IS、維持電流IH、觸發(fā)電壓高低溫變化率、維持電流高低溫變化率均滿足指標(biāo)要求。

抽取10只樣品管芯封裝在A3-02E型管殼中，利用半導(dǎo)體分立器件測試系統(tǒng)(BC3193)進行常溫電參數(shù)測試。為了采樣準(zhǔn)確，采用在線高低溫測試系統(tǒng)(型號：S&A4220)測試器件觸發(fā)電壓、維持電流高低溫變化率，溫度范圍為-50～125 ℃。觸發(fā)電壓VS、觸發(fā)電流IS、維持電流IH、觸發(fā)電壓高低溫變化率、維持電流高低溫變化率測試結(jié)果如表2所示。圖9為采用QT2晶體管特性圖示儀測得的雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管擊穿特性曲線。實測電參數(shù)均滿足雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管指標(biāo)要求，表明雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計及工藝參數(shù)設(shè)計較為合理。

表2 電參數(shù)測試結(jié)果Table 2 Electrical parameters test results

圖9 實測雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管擊穿特性曲線Fig.9 Measured breakdown characteristic curve of the transverse SCR discharge transistor with bidirectional low trigger voltage

3 結(jié) 論

本文利用Silvaco-TCAD半導(dǎo)體器件仿真軟件對一款雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了仿真設(shè)計。從改善器件輸出I-V特性和抗瞬態(tài)電流燒毀能力兩方面考慮，給出了優(yōu)化后的器件結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括：N-襯底區(qū)、寄生PNP晶體管P-集電區(qū)、寄生NPN晶體管P-基區(qū)、N+陰極區(qū)、N+觸發(fā)區(qū)、寄生PNP晶體管P-集電區(qū)與寄生NPN晶體管P-基區(qū)間距、寄生NPN晶體管表面基區(qū)寬度。通過實際流片驗證，仿真設(shè)計得到的結(jié)構(gòu)參數(shù)及擬定的工藝條件較合理，制出的樣片觸發(fā)電壓VS、觸發(fā)電流IS、維持電流IH及觸發(fā)電壓、維持電流高低溫變化率完全滿足電參數(shù)指標(biāo)要求。