esd講座foundationofon-chipesdprotection(編輯修改稿)
2025-04-18 03:02 本頁面
【文章內容簡介】 (1)TLP (2)Failure Analysis (3)Other Methods Chapter 2, ESD Measurement amp。 Analysis —— Latchup Test SCR的拴鎖原理： 2022/4/15 共 55頁 17 Standard JEDEC1996:將正或負脈沖加到 VDD/VSS/I/O，測試 SCR觸發(fā)與否 : Chapter 2, ESD Measurement amp。 Analysis —— Latchup Test 2022/4/15 共 55頁 18 ? PN結邊緣損傷，對應漏電流 10uA以下； ? PN結穿通，對應漏電流 1~1000uA之間； ? 柵氧擊穿，對應漏電流 10mA左右； ? 導體損傷，如 AlSi共晶鋁釘，對應漏電流 mA量級； ? 需要用光學顯微鏡、金相顯微鏡、掃描電鏡、場發(fā)射電鏡以及透射電鏡，以及液晶或偏振光等觀察。 Chapter 2, ESD Measurement amp。 Analysis —— Failure Analysis 2022/4/15 共 55頁 19 ESD 保護電路的作用是 : 當 ESD 脈沖出現(xiàn)后，能提供一條低阻抗的放電通路，并能夠將電壓鉗位在一定水平。該通路對 ESD 脈沖的開啟速度快于內部電路，對正常工作影響較小，包括較小漏電流、寄生、栓鎖等。 Chapter 3, ESD Protection Device 全芯片保護要求 ESD涉及窗口 2022/4/15 共 55頁 20 一般來說， ESD器件的工作 IV有兩種形式： Chapter 3, ESD Protection Device 2022/4/15 共 55頁 21 Chapter 3, ESD Protection Device —— Diode 二極管：右圖可以看出正向的泄流能力大于反向，所以一般采用正向的方式，導通電壓 。 2022/4/15 共 55頁 22 Chapter 3, ESD Protection Device —— Diode 為了達到一定的觸發(fā)電壓，往往需要二極管串聯(lián)堆的方式，但是會出現(xiàn)達林頓效應。如下圖，漏電流會在寄生 BJT作用下逐級放大，同時減小累加的觸發(fā)電壓。 辦法是：中間使用分壓電阻或緩沖器 2022/4/15 共 55頁 23 二極管：圖可以看出正向的泄流能力大于反向，所以一般采用正向的方式，導通電壓 。 Chapter 3, ESD Protection Device —— Diode 2022/4/15 共 55頁 24 Chapter 3, ESD Protection Device —— BJT BJT：當集電極電壓高于 BVCBO,CB結雪崩擊穿，并形成正反饋，出現(xiàn)回退曲線 2022/4/15 共 55頁 25 Chapter 3, ESD Protection Device —— BJT BJT等效電路和噪聲模型 2022/4/15 共 55頁 26 Chapter 3, ESD Protection Device —— MOS NMOS： ?寄生橫向的 BJT，開啟電壓較低 ,電流在表面流動 ,所以散熱泄流能力差。 ?對長溝道器件，柵源結擊穿觸發(fā)寄生 BJT工作，對于短溝道器件，主要是寄生 BJT擊穿或穿通觸發(fā) ?存在較大寄生電容。 2022/4/15 共 55頁 27 Chapter 3, ESD Protection Device —— MOS Vds Ids Ids Vds Vg=0 Vg=vx Vg=2vx Vg=0 Vg=vx Vg=2vx NMOS PMOS Vbn0 Vbp0 Vg=0 : 垂直的二極管先觸發(fā)，隨后橫向 BJT觸發(fā)； Vg0： NMOS會直接觸發(fā) 對于大尺寸 NMOS很難保證均勻的觸發(fā)。 Vsn1 Vbp1 2022/4/15 共 55頁 28 Chapter 3, ESD Protection Device —— MOS 由于 NMOS開啟電壓較低 , 差，為獲得更高級別的保護（包括更高電壓和更高電流），需要NMOS進行多指條或 網(wǎng)格結構的串并聯(lián)。 柵極接地是使用時需要確保低的漏電流。 FOD:原理與 NMOS同 ,只是較高開啟電壓 ,電流在體內流動，泄流能力好于NMOS，但是現(xiàn)在工藝已經(jīng)不使用。 2022/4/15 共 55頁 29 Chapter 3, ESD Protection Device —— MOS 2022/4/15 共 55頁 30 Chapter 3,
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