CMOS射频集成电路ESD保护的挑战

随着集成电路(IC)T艺进入深亚微米水平,以及射频(Radi0.Frequency,RF)IC工作频率向数千兆赫兹频段迈进,片上防静电泄放(ESD)保护设计越来越成为RF IC设计的挑战.产生这一挑战的关键原因在于ESD保护电路和被保护的RF IC核电路之间存在着不可避免的复杂交互影响效应.本文讨论了RF ESD保护的研究和设计领域的最新动态,总结了所出现的新挑战、新的设计方法和最新的RF ESD保护解决方案.     

CMOS集成电路中ESD保护技术研究

分析ESD失效的原因和失效模式,针对亚微米CMOS工艺对器件ESD保护能力的降低,从工艺、器件、电路三个层次对提高ESD保护能力的设计思路进行论述。工艺层次上通过增加ESD注入层和硅化物阻挡层实现ESD能力的提高;器件方面可针对电路的特点,选择合适的器件(如MOS,SCR,二极管及电阻)达到电路需要的ESD保护能力;电路方面采用栅耦和实现功能较强的ESD保护。     

基于二极管技术优化射频集成电路的ESD

在CMOS集成电路设计中,工艺尺寸不断减小、栅氧厚度不断变薄,对ESD提出更高的要求。尤其在射频集成电路中,ESD的寄生电容对射频性能将产生不可忽略的影响。基于二极管正向偏置对ESD电流的泄放能力,通过引入电感和电容对ESD脉冲的精确模拟,通过设计有效的有源RC电源钳位电路,考虑到版图电阻电容寄生对ESD的射频性能的影响,提出3种版图设计,对各种版图进行了仿真,分析ESD和射频性能,提出了最优的版图,满足射频集成电路应用的ESD保护电路。     

基于CMOS工艺的射频集成电路ESD保护研究

随着工艺特征尺寸的缩小,射频集成电路承受的静电放电(ESD)问题日趋变得复杂.保护电路与被保护核心电路的相互影响,已经成为制约射频集成电路发展的一个障碍.本文主要研究CMOS工艺下,ESD保护电路与被保护核心电路之间的相互影响的作用机理,提出研究思路,并对射频集成电路ESD保护电路的通用器件作出评价.1.引言随着半导体...     

亚微米CMOS集成电路的ESD保护新结构

本文主要介绍几种新型的ESD保护结构,包括互补SCR结构,双寄生SCR结构,低触发电压,高触发电流的横向SCR结构等,利用这些结构可以对CMOS集电路的输入／输出进行有效地ESD保护。     

CMOS集成电路的ESD模型和测试方法探讨

随着超大规模集成电路工艺的高速发展，特征尺寸越来越小，而静电放电(Electrostatic Discharge)对器件可靠性的危害变得越来越显著。因此．静电放电测试已经成为对器件可靠性评估的一个重要项目。介绍了ESD的4种等效模型：人体、机器、器件充电和场感应模型，以及各模型的特点和等效测试电路。同时较详细的介绍了ESD的测试方式和方法。     

一种CMOS新型ESD保护电路设计

金属氧化物半导体(MOS)器件的缩放技术使集成电路芯片面临着严重的静电放电(ESD)威胁,而目前采用的ESD保护电路由于电流集边效应等原因,普遍存在着抗静电能力有限、占用较大芯片面积等问题。根据全芯片ESD防护机理,基于SMIC 0.18μm工艺设计并实现了一种新型ESD保护电路,其具有结构简单、占用芯片面积小、抗ESD能力强等特点。对电路的测试结果表明,相对于相同尺寸栅极接地结构ESD保护电路,新型ESD保护电路在降低35%芯片面积的同时,抗ESD击穿电压提升了32%,能够有效保护芯片内部电路免受ESD造成的损伤和降低ESD保护电路的成本。     

双极性集成电路的ESD保护

描述了IC的ESD保护方案.     

CMOS电路中ESD保护结构的设计

本文研究了在CMOS工艺中I/O电路的ESD保护结构设计以及相关版图的要求,其中重点讨论了PAD到VSS电流通路的建立。     

深亚微米集成电路中的ESD保护问题

本文对深亚微米工艺所引起的集成电路抗静电能力下降的原因和传统保护电路设计的缺陷进行了深入的阐述,从制造工艺、保护电路元件和保护电路结构三方面对深亚微米集成电路中的ESD 保护改进技术进行了详细论述     

SiGe工艺中HBT结构ESD保护电路设计

为有效控制生产成本,减少工艺步骤,提出了在SiGe工艺中,用SiGe异质结双极型晶体管(HBT)代替传统二极管来实现静电放电(ESD)保护的方案。通过设计不同的HBT器件的版图结构,以及采取不同的端口连接方式,对HBT单体结构防护ESD的能力强弱和其寄生电容大小之间的关系进行了比较分析,并从中找出最优化的ESD解决方案。应用于实际电路中的验证结果表明,此方案在ESD防护能力达到人体模型(HBM)2 kV的基础上,I/O(IN/OUT输入输出)端口的寄生电容值可以做到200 fF以下,且此电容值还可通过HBT串联模式进一步降低。     

深亚微米混合信号全芯片ESD电路设计

随着CMOS工艺的发展,集成电路元件的尺寸持续减小,芯片的静电放电(ESD)保护设计受到了更大的挑战.从系统的角度出发,采用电压域分别保护后通过隔离器件连接的方法完成了对深亚微米芯片ESD保护系统的设计.设计中分析了传统输出端保护可能存在的问题,并采用稳妥的方法对输出端进行了保护.这种架构提高了整个芯片的抗ESD能力,节省了芯片面积,达到了对整个芯片提供全方位ESD保护的目的.设计采用TSMC 0.18 μm工艺,测试结果验证了该设计的有效性.     

Built-in ESD Protection for RFID Tag ICs

The built-in Electro-Static discharge (ESD) protection circuits for Radio frequency identification (RFID) tag ICs are proposed.The ESD protection function is built into the rectifier and amplitude limiter.The rectifier and limiter are connected directly to the RF interface,and some transistors can discharge the larger current.These transistors can be used to build ESD protection circuits,through the redesign and optimization.The built-in ESD protection circuits can improve the ESD protection level and reduce the layout area.The circuits have been fabricated in 0.18μm CMOS process.The test results show that the built-in ESD protection circuits work well under 4kV ESD pressure and save as much as 72％ of the layout area compare with foundry standard ESD protection cells.     

混合信号IC的ESD保护电路设计

从电路设计的角度,介绍了混合信号IC的输入、输出、电源箝位ESD保护电路.在此基础上,构建了一种混合信号IC全芯片ESD保护电路结构.该结构采用二极管正偏放电模式,以实现在较小的寄生电容情况下达到足够的ESD强度;另外,该结构在任意两个pad间均能形成ESD放电通路,同时将不同的电源域进行了隔离.     

射频电路ESD防护优化设计

在0.18μm SiGe BiCMOS工艺下,设计了三种射频端口的ESD防护电路.在不影响ESD防护能力的前提下,通过串联多级二极管,可以显著提高射频电路的线性度.通过在二极管通路中串联LC谐振网络和大电感,在显著降低射频端口 ESD防护电路插入损耗的同时还提高了射频电路的线性度.仿真结果表明,两级串联二极管结构可以将...     

一种新型互补电容耦合ESD保护电路

提出了一种改进型的基于亚微米工艺中ESD保护电路,它由互补式电容实现,结构与工艺简单。电路采用0.6μm1P2MCMOS工艺进行了验证,结果表明,ESD失效电压特性有较明显改善,可达3000V以上。     

浅谈电子制造过程中的静电及静电防护

静电放电（ESD）就是一定数量的电荷从一个物体（例如人体）传送到另外一个物体（例如芯片）的过程。这个过程能导致在极短的时间内有一个非常高的电流通过芯片,35％以上的芯片损坏都可以归咎于此。因此,在电子制造行业里保护芯片免受静电放电的损害是非常重要的。实际上,很多公司在各种不同电子应用中都遇到了如何应对急速增长的静电防护需求的问题。针对ESD机制和防护作了一个较全面的介绍,包括ESD原理、电流产生、危害、防静电工艺要求等。     

浅谈电子制造过程中的静电及静电防护

静电释放(ESD)就是一定数量的电荷从一个物体(例如人体)传送到另外一个物体(例如芯片)的过程。这个过程能导致在极短的时间内有一个非常高的电流通过芯片,35%以上的芯片损坏都可以归咎于此。因此,在电子制造行业里保护芯片免受静电释放的损害是非常重要的。实际上,很多公司在各种不同电子应用中都遇到了如何应对急速增长的静电防护需求的问题。文章针对ESD机制和防护做了一个较全面的介绍,包括ESD原理、电流产生、危害、防静电工艺要求等。