内嵌SCR的LDMOS器件双骤回ESD特性研究

基于寄生参数分析,对内嵌SCR的LDMOS器件给出了二次骤回发生判据。本文对三种典型结构进行了数值仿真和比较,并基于此判据仿真优化了影响二次骤回的器件结构参数,从而提高器件ESD性能。TLP试验数据表明,当二次骤回电压由25.4V降低到8.1V时,器件ESD泄放能力由0.57A提高到3.1A。     

基于SCR的全芯片ESD保护设计

随着集成电路特征尺寸的减小,集成电路对ESD的要求越来越高,同时集成电路面积和引脚数量的增加,使得全芯片的ESD保护成为挑战。SCR器件相对于其他器件,具有相同面积下最高的ESD保护性能。文章以SCR保护器件为基础,介绍一种新型的ESD保护架构——ESD总线。从全模式和混合电压芯片的ESD保护出发,进而提出了全芯片ESD保护结构,针对现代集成电路芯片引脚不断增多的特点,以及系统集成带来的多电压模式问题,提出了使用ESD总线结构的保护方案来实现全芯片的ESD保护。     

LDMOS器件源-衬版图结构优化对ESD性能影响的研究

To enhance the robustness of LDMOS ESD protection devices, the influence of a source-bulk layout structure is analyzed by theoretical analysis and numerical simulation. Novel structures with varied source-bulk layout structures are fabricated and compared. As demonstrated by TLP testing, the optimized structure has an 88% larger It2 than a conventional one, and its Vtl is reduced from 55.53 to 50.69 V.     

利用横向晶闸管设计ESD保护结构

文章采用横向晶闸管设计ESD保护电路结构，给出了保护结构的版图以及等效电路。同时，对所设计的结构进行计算分析，并在PSPICE中建立了该结构的仿真模型。最后，使用计算机进行模拟验证，分析仿真结果以检验所设计结构的有效性和可靠性。     

ESD保护结构中的SCR设计

硅控整流器SCR作为晶闸管常用于功率器件,具有再生性和从高阻态到低阻态切换的能力.因此合理设计的SCR能成为非常高效的ESD保护电路.文章介绍了SCR的基本机制,SCR、MLSCR、LVTSCR和SCR组合保护电路的结构,并介绍了具有更好ESD性能的设计和版图.     

一种用于ESD保护的双向SCR特性研究

基于0.35 μm CMOS混合信号工艺,实现了一种用于ESD保护的MDDSCR器件。通过堆叠MDDSCR单元来调整维持电压,结合TLP测试结果,说明了关键尺寸和不同的衬底连接方式对器件特性的影响。堆叠DDSCR正向触发电压(Vt1)和维持电压(VH)随着堆叠器件数量的增加而线性增加,但因为存在额外寄生通路,负向Vt1和VH分别维持在20 V和6 V左右。该器件可实现6 kV以上HBM ESD保护能力,广泛应用于汽车电子、无线基站、工业控制等电源或者信号端的双向ESD保护。     

ESD应力下LDMOS器件软失效的分析及优化

分析了发生软失效的两种原因:电场诱导和热诱导。针对一种采用0.35μm BCD工艺的LDMOS器件,讨论了改变器件漂移区长度对软泄漏电流的影响。最终通过对漂移区长度以及源端和衬底接触间距的优化,消除了器件原先存在的软泄漏电流现象,并且没有过分增大器件的触发电压。     

高压LDMOS器件ESD初始失效问题及其优化方向研究

研究了LDMOS在ESD放电过程中的机理及二次触发的现象,通过对LDMOS器件关键尺寸的优化设计与结构的改进,结合器件计算机辅助设计技术(TCAD)仿真、传输线脉冲(TLP)测试以及失效分析(FA)等手段,改善了其初始失效问题。同时大幅提升了LDMOS的ESD泄放能力,并进一步总结了LDMOS器件的ESD性能的优化方向。     

利用ISE-TCAD分析和设计SCR结构的静电保护电路

传统的ESD保护电路设计主要基于尝试性和破坏性的实验,这种方法不利于产品的推出[1]。文中提出使用ISE-TCAD工具对ESD保护电路进行模拟和优化,以快速地获取面积参数。并以某一典型0.6μmCMOS工艺的可控硅整流器(SCR)结构为例,进行ESD人体放电模型的模拟和面积估算,达到了缩短设计周期和增加设计成功率的目的。     

寄生电阻对高压器件ESD性能的影响

本文从理论上分析了衬底寄生电阻以及漏端镇流电阻对高压LDMOS器件ESD特性的影响。文中采用了多种结构对上述参数进行优化,并将其在0.35μm BCD工艺下进行试验,测试结果表明增加寄生电阻可以有效地提高器件的ESD泄放能力,最优结构的二次击穿电流由原始器件的0.75A增大到3.5A,即泄放电流增加了367%。     

栅长L对GGNMOS抗静电能力的影响

本文讨论了ESD保护器件GGNMOS(Gate Grounded NMOS)的栅长对其抗静电能力的影响,并用MEDICI进行仿真验证.基于仿真结果首次讨论了GGNMOS的栅长对其一次击穿电压、二次击穿电压和电流、导通电阻、耗散功率等的作用.     

具有高压互连线的多区双RESURF LDMOS击穿特性

对600V以上级具有高压互连线的多区双RESURF LDMOS击穿特性进行了实验研究,并对器件进行了二维、三维仿真分析.利用多区P-top降场层的结终端扩展作用以及圆形结构曲率效应的影响,增强具有高压互连线的横向高压器件漂移区耗尽,从而降低高压互连线对器件耐压的影响.实验与仿真结果表明,器件的击穿电压随着互连线宽度的减小而增加,并与P-top降场层浓度存在强的依赖关系,三维仿真结果与实验结果较吻合,而二维仿真并不能较好反映具有高压互连线的高压器件击穿特性.在不增加掩模版数、采用额外工艺步骤的条件下,具有30μm高压互连线宽度的多区双RESURF LDMOS击穿电压实验值为640V.所设计的高压互连器件结构可用于电平位移、高压结隔离终端,满足高压领域的电路设计需要.     

具有高压互连线的多区双RESURF LDMOS击穿特性

对600V以上级具有高压互连线的多区双RESURF LDMOS击穿特性进行了实验研究,并对器件进行了二维、三维仿真分析.利用多区P-top降场层的结终端扩展作用以及圆形结构曲率效应的影响,增强具有高压互连线的横向高压器件漂移区耗尽,从而降低高压互连线对器件耐压的影响.实验与仿真结果表明,器件的击穿电压随着互连线宽度的减小而增加,并与P-top降场层浓度存在强的依赖关系,三维仿真结果与实验结果较吻合,而二维仿真并不能较好反映具有高压互连线的高压器件击穿特性.在不增加掩模版数、采用额外工艺步骤的条件下,具有30μm高压互连线宽度的多区双RESURF LDMOS击穿电压实验值为640V.所设计的高压互连器件结构可用于电平位移、高压结隔离终端,满足高压领域的电路设计需要.     

利用ISE-TCAD分析和设计SCR结构的片上静电保护电路

传统的片上静电放电(ESD)保护电路设计主要基于尝试性和破坏性的实验,这种方法不利于产品的推出[1]。提出使用ISE-TCAD工具对ESD保护电路进行模拟和优化,以快速地获取面积参数。并以某一典型0.6μm CMOS工艺的可控硅整流器(SCR)结构为例,进行ESD人体放电模型的模拟和面积估算,达到了缩短设计周期,和增加设计成功率的目的。     

阶梯浅沟槽隔离结构LDMOS耐压机理的研究

提出了一种具有阶梯浅沟槽隔离结构的LDMOS.阶梯浅沟槽结构增加了漂移区的有效长度,改善了表面电场及电流的分布,从而提高了器件的击穿电压.借助器件模拟软件Silvaco对沟槽深度、栅长及掺杂浓度等工艺参数进行了优化设计.结果表明,在保证器件面积不变的条件下,新结构较单层浅沟槽隔离结构LDMOS击穿电压提升36%以上,而导通电阻降低14%.     

Design of fabrication of ESD protection circuit with high holding voltage for power IC

In this paper, A newly Silicon Controlled Rectifier (SCR)-based Electric Static Discharge (ESD) protection circuit is proposed. The proposed circuit has the latch-up immunity in normal operating conditions with the high holding voltage by inserting the floating regions. To verify the electrical characteristics, a Technology Computer Aided Design (TCAD) simulation is performed by setting each of variables: D1, D2, D3, and D4. The results of the simulation show that the proposed protection circuit has the holding voltage 5 V higher than the conventional circuits and has the same level of robustness properties as the existing SCR. In addition, the proposed circuit is fabricated through a 0.18 μm Bipolar-CMOS-DMOS process. The electrical characteristics are confirmed by measuring Transmission Line Pulse, and the robustness properties are measured through Human Body Model (HBM) and Machine Model (MM). The holding voltage is about 20 V, which has the increases above 18 V or more compared to the conventional SCR. Therefore, the proposed circuit is proved to have the better ESD protection performance than HBM 8 kV and MM 800 V higher than HBM 2 kV and MM 200 V, the commercial standard.     

高压工艺下针对射频LDMOS器件栅氧的静电保护设计

由于高压工艺的独特性以及静电保护在不同工艺下不可移植的特点,针对射频LDMOS需要进行全芯片静电保护设计与研究以防止器件受到静电损伤。本文针对射频LDMOS栅氧进行了静电保护设计并探究了高压工艺下器件参数对静电保护鲁棒性的影响。通过对实验和二维器件仿真结果的分析讨论,为射频LDMOS栅氧设计了具有高维持电压和静电保护窗口灵活可调特性的级联NMOS作为集成静电保护器件。     

CMOS器件自锁现象的探讨

结合最近开发的绝缘油耐压测试仪中出现的CMOS自锁现象,系统分析了在电路设计中尤其是强电磁场等特殊环境下普遍存在的CMOS器件自锁现象产生的机理、触发条件和原因,并提出了抑制该类干扰的各种措施.     

CMOS工艺中GG-NMOS结构ESD保护电路设计

采用GG-NMOS结构的ESD保护电路的工作原理和对其进行的ESD实验,提出了一种保护电路的栅耦合技术方案,并达到了预期效果．通过实验可以看出其性能达到了人体放电模式的2级标准．在模拟的基础上可确定损伤的机理和位置,从而给出了由ESD导致的栅氧化层损伤的微观机制．     

基于负载牵引的S波段40W LDMOS功率放大器设计

摘要：针对LDMOS功率放大器在S波段的设计难点,文中介绍了基于负载牵引测试技术的LDMOS功率放大器设计方法。阐述了负载牵引的测试系统和测试原理,并对LDMOS预匹配管进行了负载牵引测试,利用测试结果设计了一个工作频率为2.7～3.1GHz的LDMOS功放。功放的测试结果显示,工作频带内输出功率大于40W,增益超过11dB,效率超过了40%。从而为LDMOS功率放大器在S波段的设计提供了良好的借鉴作用。