CMOS集成電路的ESD防護(hù)研究.pdf

1、隨著集成電路的工藝制程的發(fā)展,器件的特征尺寸日趨縮小,同時器件的結(jié)構(gòu)愈加的復(fù)雜。這使得ESD(ElectroStatic Discharge)事件對芯片的威脅隨之增大。因此集成電路中的ESD防護(hù)的設(shè)計的重要性也日益突顯。采用TCAD工具能夠方便的對ESD防護(hù)器件研究,相比于傳統(tǒng)的方法,使用TCAD仿真具有時間和成本上的優(yōu)勢。
　　 本文先對CMOS集成電路中常用的ESD防護(hù)器件進(jìn)行了介紹。這些器件包括電阻,二極管,MOS管,可控

2、硅(SCR)等。對這些器件的基本結(jié)構(gòu),以及ESD事件下的工作機(jī)制作了詳細(xì)的分析。
　　 其次本文基于仿真工具,對常用的ESD防護(hù)器件進(jìn)行研究。先對仿真的的網(wǎng)格設(shè)定的重要性和設(shè)定方法進(jìn)行了介紹。接著對工藝仿真中的主要工藝步驟進(jìn)行了分析,在這一過程中通過對比得出適合于ESD器件的工藝步驟。
　　 再則根據(jù)ESD仿真的實際環(huán)境,對器件仿真中使用的各種物理模型進(jìn)行了深入的分析。在這一過程中比較了擴(kuò)散.漂移,能量平衡這兩個傳輸方程

3、模型的不同適用情況,受不同因素影響的遷移率模型,局部與非局部碰撞電離模型對仿真精度的影響,SRH復(fù)合模型與Auger復(fù)合模型對比,以及禁帶變窄的能帶模型。在這一過程中通過對比得出適和于器件仿真的物理模型。
　　 在完成上述工作后,對GGNMOS,SCR器件進(jìn)行工藝仿真,并將所得到的結(jié)構(gòu)模型的電學(xué)性能進(jìn)行仿真。ESD防護(hù)器件的三個重要的性能指標(biāo)為:靈敏度,電壓鉗位能力,魯棒性。在仿真中研究了具體的工藝參數(shù)對前兩個指標(biāo)的影響。并在仿