新型ESD防護(hù)器件與電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計及特性分析.pdf

1、隨著半導(dǎo)體制造工藝的進(jìn)步，器件的特征尺寸越來越小，靜電放電(ESD)已經(jīng)成為集成電路中最重要的可靠性問題之一。許多應(yīng)用成熟的ESD防護(hù)器件與電路結(jié)構(gòu)的防護(hù)能力也不斷地降低，因此，為了有效地提高納米級集成電路中的ESD防護(hù)能力，改進(jìn)與設(shè)計新型的ESD防護(hù)器件與電路結(jié)構(gòu)就顯得尤為重要了。
　　 本文在對現(xiàn)有ESD防護(hù)研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對新型ESD防護(hù)器件與電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較深入地研究。首先詳細(xì)闡述了閂鎖效應(yīng)的理論模型，這將為最新出現(xiàn)的

2、系統(tǒng)級ESD防護(hù)和可控硅(SCR,Silicon Controlled Rectifier)器件結(jié)構(gòu)統(tǒng)一理論提供理論支持，同時也據(jù)此得出了更全面的預(yù)防閂鎖效應(yīng)防護(hù)措施。接著對最新出現(xiàn)的系統(tǒng)級ESD防護(hù)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，根據(jù)系統(tǒng)級ESD失效機(jī)理，提出了軟硬件協(xié)同設(shè)計的解決方案并有效地解決系統(tǒng)級ESD失效引起的閂鎖效應(yīng)。最后介紹分析了不同ESD箝位電路對系統(tǒng)級ESD的免疫能力，同時給出了能有效改善箝位電路的抗系統(tǒng)級ESD防護(hù)能力的新電路結(jié)構(gòu)。

3、
　　 新型ESD防護(hù)器件方面，本論文重點(diǎn)研究了各種SCR器件，通過分析其基本結(jié)構(gòu)，得出了SCR器件理論模型，從理論上系統(tǒng)地指導(dǎo)研究SCR器件的工作特性。通過對比各種不同的SCR器件結(jié)構(gòu)，提出了SCR類器件的統(tǒng)一模塊形式，并創(chuàng)新性提出了SCR類器件的標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計工程理論。通過分析T、M模塊的功能，指導(dǎo)了ESD器件防護(hù)研究者如何根據(jù)不同的需求設(shè)計出新的SCR器件。最后創(chuàng)新性地設(shè)計與分析了新型SCR器件—DBTSCR，它不僅具有S

4、CR類器件的共同優(yōu)點(diǎn)，還具有觸發(fā)電壓動態(tài)可調(diào)的優(yōu)良特性，并且寄生電容小，反應(yīng)速度快，以及抗閂鎖能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。該器件在高速及射頻集成電路中的ESD防護(hù)有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 新型ESD防護(hù)電路方面，本論文著重研究了ESD箝位電路。首先詳細(xì)介紹了箝位電路的設(shè)計準(zhǔn)則，并通過分析箝位電路的結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新性地提出了新型ESD防護(hù)箝位電路。該ESD電源箝位電路，利用具有良好特性、邊沿觸發(fā)的動態(tài)TSPCLD觸發(fā)器，進(jìn)行檢測、延遲，能有效解決電源