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《esd讲座foundation of on-chip esd protection》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、AProf.DongShurongESDLabofZhejiangUniversitySupportedbyIEEE,ESDAandZJUFoundationofOn-chipESDProtectionOutlineChapter1,IntroductionChapter2,ESDMeasurement&AnalysisHBM/MM/CDM/TLP/ZAP/FA/OtherMethodsChapter3,ESDProtectionDeviceDiode/BJT/MOS/SCR/OthersChapter4,ESDProtectionCircuitInput/
2、Output/PowerClampChapter5,AdvancedESDProtectionDesignMixedSignal/RF/WholeChip/Layout/ESD–CircuitInteraction/simulation2021/9/212共55页ESD造成的失效机理主要热击穿和电击穿。 例如：(1)2KV的HBM脉冲可以产生0.91微卡热量，会使160*1.2*5um的晶体管升温2470度，Si熔点1415度，Al熔点660度；(2)栅氧的击穿场强是8~10MV/cm,对于180nm/1.8v的CMOS工艺,栅氧厚度一般是3.5nm，所以当
3、栅压超过4V就会出现击穿现象。Chapter1,Introduction2021/9/213共55页新工艺对ESD保护影响Chapter1,Introduction制程3-4μm2μm1μm0.5μm0.35μm90-180nm65-90nm<65nm新技术结深LDDSilicide和EPISTIBulkSubstrateIEPI<20A栅氧应力硅和3-D晶体管ESD级别要求提高提高提高提高降低提高提高不确定拴锁风险提高不确定提高提高降低不确定不确定不确定2021/9/214共55页1，MainESDstandardTestModel:(1)HBM(2)MM
4、(3)CDM(4)Other:FIM/IEC/E-Gun2，MainAnalysismethods:(1)TLP/ZAP/Lautch-up(2)FailureAnalysis(3)OtherMethodsChapter2,ESDMeasurement&Analysis2021/9/215共55页Chapter2,ESDMeasurement&Analysis——HBMModel人体放电模式(HBM):是指因人体上已累积静电，当此人去碰触到IC时，人体上的静电便会经由IC的脚(pin)而进入IC内，再经由IC放电到地去。此放电的过程会在短到几百毫微秒(ns)
5、的时间内产生数安培的瞬间放电电流，对一般商用IC的2-KVESD放电电压而言，其瞬间放电电流的尖峰值大约是1.33安培。人体的等效电容定为100pF，人体的等效放电电阻定为1.5KΩ。2021/9/216共55页Chapter2,ESDMeasurement&Analysis——MMModel机器放电模式（MM）的ESD是指机器(例如机械手臂)本身累积了静电，当此机器去碰触到IC时，该静电便经由IC的pin放电。放电模式的等效电阻为0Ω，但其等效电容定为200pF，故其放电的过程很短，在几毫微秒到几十毫微秒之内会有数安培的瞬间放电电流产生，并且放电电流波形有
6、上下振动(Ring)的情形，是因为测试机台导线的杂散等效电感与电容互相耦合而引起的。2021/9/217共55页Chapter2,ESDMeasurement&Analysis——CDMModel组件充电模式（CDM）指IC先因磨擦或其它因素而在IC内部累积了静电，但在静电累积的过程中IC并未被损伤。此带有静电的IC在处理过程中，当其pin去碰触到接地面时，IC内部的静电便会经由pin自IC内部流出来，而造成了放电的现象。CDM模式的放电时间更短，仅约几毫微秒之内可以冲到约一二十安培的尖峰值，而且放电现象更难以真实的被模拟。2021/9/218共55页Cha
7、pter2,ESDMeasurement&Analysis——Other:IECmodelIECmodel简化模型2021/9/219共55页Chapter2,ESDMeasurement&Analysis——Other:FIM/E-Gunmodel电场感应模式(FIM)是当IC因输送带或其它因素而经过一电场时，其相对极性的电荷可能会自一些IC脚而排放掉，等IC通过电场之后，IC本身便累积了静电荷，此静电荷会以类似CDM的模式放电出来。如：JESD22-C101。电子枪放电模式：如8kVairdischarge、4kVcontactmodeformostpr
8、oducts、6kVcontactformedica
