高压功率集成电路防静电保护芯片的研究

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1、。：４■ｒ！ｉ—ｉＡｉ种成Ａ著ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥＩ＇．．甘；．．＼Ｎｊ．论文题目高压功率集成电路防静电保护芯片的妍究！Ｊ专业学位类别工程硕±学号２０１３２２０３０１３９作者姓名王威■－指营教师赵建明副繼：＿：；１－■：．Ｊ’和、己■；．一独创性声明

2、本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加［＾标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论义中作了明确的说明并表示谢意。作者签名在：日期：年＾巧＾日＿！心论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并巧国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁蟲，允许论文被查阅和借阅。本人授权

3、电子科技大学可Ｗ将学位论义的全部或部分肉容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签＂名：导导师签名；１特魂Ｏ日期；年ｒ月Ｔ日分类号密级注1UDC学位论文高压功率集成电路防静电保护芯片的研究（题名和副题名）王威（作者姓名）指导教师赵建明副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称集成电路工程提交论文日期2016.3论文答辩日期2016.5.11学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会

4、主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchofHighVoltagePowerIntegratedCircuitESDProtectionChipAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:WeiWangSupervisor:ProfessorJianmingZhaoSchoolofMicroelectronicsandSolid-StateSchool:E

5、lectronics摘要摘要随着汽车电子、LED驱动电路、平板液晶显示器、荧光灯电子镇流器、电机驱动等电路的广泛应用，高压功率集成电路的应用越来越广，需求量也越来越大。但是，不管是在封装制造或是运送测试和使用等过程中，高压功率集成电路不可避免会受到大量ESD事件的影响。ESD已成为制约高压功率集成电路发展的重要可靠性问题之一。近年来各国在低压IC、射频、微波IC以及在射频微波功率LDMOS的输入输出端ESD保护上发表了大量研究文章，几乎所有普通CMOS低压集成电路和低压功率集成电路的I/O端口都采用了各式各样的静电放电保护电路，但针对高压功率集成

6、电路特别是高压输出端口的静电放电保护电路国内外尚处于起步阶段。本论文通过分析研究提出了一种双向高维持电压大泄放电流的高压功率集成电路防静电保护器件结构。该结构集成了两只背靠背的高耐压量雪崩二极管，采用创新性的立体式耐压层技术，即复合型功率器件平面终端结技术和优化的元胞结构相结合，使器件的击穿点从表面移至体内比较平坦的平行结平面内；低掺杂N-外延层和单元内环绕主结的P+场限环分压结构，因电场叠加抵消作用使主结的电场分布均匀不集中，确保器件有高的耐压量和最小的串联电阻，并且器件在ESD脉冲下输出特性表现为无回扫的高维持电压特性；同时采用多单元结构提高

7、器件的擎住泄放电流，从而承受住在相同芯片面积下比以往常用的低压瞬态抑制二极管（TVS）更高的泄放电流，大幅提高了高压功率集成电路的高压输出端ESD防静电保护的能力。所研发的双向高维持电压大泄放电流的高压功率集成电路防静电保护器件与技术成熟的低压端口ESD保护相结合，从而实现对工作于220V市电的高压功率集成电路全芯片引脚ESD保护，大幅提高了高压功率集成电路的可靠性。本文使用Silvaco-TCAD软件对相应的器件结构和参数进行了仿真验证，最后完成专利“宽范围大电流高维持电压的双端ESD集成保护器件及其制备方法”的知识产权申请和硕士论文撰写。关键

8、词：静电保护，高压ESD，HVIC，PIN二极管，瞬态电压抑制器IABSTRACTABSTRACTWiththewideapplicat