基于LIGBT结构的ESD防护研究

发布时间：2024-02-23 21:01

　　静电放电(ESD,Electrostatic Discharge)是影响集成电路可靠性的原因之一。所以需要对集成电路进行有效的ESD防护。本文先对基本的ESD防护原理做出了简单阐述,并基于ESD防护窗口提出了ESD防护要求,并确定关键参数所对应的理论数值范围,然后详细介绍了常规的ESD防护方式并分析上述防护方式所对应的防护器件(包含横向绝缘栅双极晶体管,LIGBT)的工作机理。在此基础上,本论文重点对常规LIGBT应用于ESD防护时存在的问题进行了如下改进:(1)针对常规LIGBT结构在ESD应力下有着较强电流处理能力但存在开启电压高、维持电压低所导致设计窗口大的问题,提出了一种新型的内嵌P区LIGBT的ESD防护器件。该结构通过添加P区改变了反向PN结的击穿位置,从而降低了器件的触发电压;并且由于P区的存在,内部又引入能钳制电压的新寄生三极管,器件内部原本的正反馈效应由于新寄生晶体管的分流而得到有效的抑制,进而提高了器件的维持电压。在相同Medici仿真条件下,相比常规LIGBT结构,仿真结果表明新结构的防护特性得到了很大得改善,变现为触发电压降低了61%,维持电压提高了2倍多,二次...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1的饼状图中可以清晰地看见不同因素分别造成硅基集成电路失效损坏所对应的比

研究背景及意义随着半导体工艺技术的突破及发展，器件及芯片尺寸越来越小且集成度也越来越高[1]，导致芯片的可靠性设计成为一大难题，其中静电放电（ESD，ElectrostaticDischarge）是影响可靠性的原因之一[2-3]。所谓ESD过程就是电荷在两物体之间迅速发生转....

图1.1集成电路失效对应比例关系

图1.1集成电路失效对应比例关系图1.2ESD设计窗口及成本与工艺节点关系D防护设计的巨大挑战体现在以下三个方面：ESD事件是一个复杂的物理过程模来进行深入分析[9];其次，ESD放电过程很短，因此准静态模型是不适用的；导体工艺下ESD的防护也是不能通用的，....

图1.2ESD设计窗口及成本与工艺节点关系

图1.1集成电路失效对应比例关系图1.2ESD设计窗口及成本与工艺节点关系D防护设计的巨大挑战体现在以下三个方面：ESD事件是一个复杂的物理过程模来进行深入分析[9];其次，ESD放电过程很短，因此准静态模型是不适用的；导体工艺下ESD的防护也是不能通用的，....

图1.3MOS-IGBT-SCR复合器件的结构示意图及其等效电路图

南京邮电大学硕士研究生学位论文绪论对芯片系统级的ESD防护的研究[42]，也包括电路的防护[43-44]。东南大学主要从电路的ESD防护设计以及器件的防护进行了研究[45-46]。电子科技大学主要是针对器件的ESD创新防护[47]。近年来随着对ESD问题不断的深....

本文编号：3907966