半橋驅動系列芯片的ESD保護分析與設計.pdf

1、半橋驅動芯片具有體積小、效率高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點，廣泛應用于各類電子鎮(zhèn)流器、變頻器以及開關電源中。然而，隨著制作工藝向小尺寸發(fā)展，半橋驅動芯片出現(xiàn)了眾多可靠性問題，靜電泄放(ESD)就是其中最為顯著的一種。ESD帶來的失效往往具有普遍性和不可逆性，因此，對半橋驅動芯片的ESD保護設計和研究對于提高芯片可靠性具有重要意義。
　　本文從半橋驅動芯片的基本結構和工藝出發(fā)，分析了各個端口的ESD保護需求，確定了全芯片的ESD保護設計窗口，進

2、而提出了基于可控硅整流器(SCR)的ESD保護方案。針對所提出的方案，借助Sentaurus仿真軟件開展了SCR器件的ESD響應特性研究，包括不同埋層、不同大小和類型的表面注入阱對SCR結構ESD響應特性的影響。基于仿真結果進行了流片實驗，最終確定了半橋驅動芯片中最優(yōu)SCR保護器件的結構參數(shù)。最后，基于半橋驅動芯片中的SCR保護方案，建立了SCR器件的等效電路模型，并將該模型成功應用于Cadence中的Spectre仿真器。