Защита от ESD с помощью высоковольтных транзисторов

Содержание

Слайд 2

Актуальность Вследствие уменьшения размеров современные интегральные схемы становятся все более восприимчивыми

Актуальность
Вследствие уменьшения размеров современные интегральные схемы становятся все более восприимчивыми к

различным внешним факторам, в том числе к электростатическим разрядам. Именно по этому особое внимание при их проектировании уделяется защите от ESD
Цель работы: TLP-исследования 40В NMOS транзисторов A и В-типа выполненных по технологии КНИ КМОП 180 нм на TLP-тесте ES620. 
Слайд 3

ESD разряд ESD (Electrostatic discharge)— резкий скачок напряжения, вызванный соприкасающимися или

ESD разряд

ESD (Electrostatic discharge)— резкий скачок напряжения, вызванный соприкасающимися или находящимися

в непосредственной близости заряженными объектами. Он возникает вследствие трибоэлектрического эффекта, т. е. перехода электронов с поверхности одного тела на поверхность другого в результате трения. Чаще всего причиной воздействия ESD на микросхему становится прикосновение человека, переносящего этот заряд.
Повреждение микросхемы ESD разрядом
Слайд 4

Snapback-эффект

Snapback-эффект

Слайд 5

TLP тестирование

TLP тестирование

Слайд 6

Тестовый кристалл размер кристалла составляет 1.56*3.39 мм. Топология тестового кристалла с

Тестовый кристалл

размер кристалла составляет 1.56*3.39 мм.

Топология тестового кристалла с исследуемыми тестовыми

структурами, выполненного по технологии КНИ КМОП 180нм.
Слайд 7

Тестовые структуры Сечение 40В NMOS транзистора А-типа (по спецификации напряжение пробоя

Тестовые структуры

Сечение 40В NMOS транзистора А-типа (по спецификации напряжение пробоя сток-подложка

45 В) 

Сечение 40В NMOS транзистора B-типа (по спецификации напряжение пробоя сток-подложка 46 В)

Схема ggMOS транзистора

Схема ggMOS с запуском на цепочке из 4 и 8 диодов Зенера

Слайд 8

Результаты TLP-исследований 40В NMOS транзисторов A-типа

Результаты TLP-исследований 40В NMOS транзисторов A-типа

Слайд 9

TLP-характеристика 40В NMOS транзисторов A-типа шириной 360 мкм (черный график), утечка

TLP-характеристика 40В NMOS транзисторов A-типа шириной 360 мкм (черный график), утечка

при -0.5 В и 5.5 В относительно истока транзистора (синий и красный графики). Напряжение необратимого пробоя Vbd~57 В. Величина тока утечки неизвестна, т.к. источник уходит в ограничение по току 1 мА.

TLP-характеристика 40В NMOS транзисторов A-типа шириной 720 мкм (черный график), утечка при -0.5 В и 5.5 В относительно истока транзистора (синий и красный графики). Напряжение необратимого пробоя Vbd~57 В. Величина тока утечки неизвестна, т.к. источник уходит в ограничение по току 1 мА.

TLP-характеристика 40В NMOS транзисторов A-типа шириной 1080 мкм (черный график), утечка при -0.5 В и 5.5 В относительно истока транзистора (синий и красный графики). Напряжение необратимого пробоя Vbd~52 В. Величина тока утечки неизвестна, т.к. источник уходит в ограничение по току 1 мА.

Слайд 10

Результаты TLP-исследований 40В NMOS транзисторов A-типа с запуском на цепочке диодов Зенера

Результаты TLP-исследований 40В NMOS транзисторов A-типа с запуском на цепочке диодов Зенера 

Слайд 11

TLP-характеристика 40В NMOS транзисторов A-типа шириной 1800 мкм с запуском на

TLP-характеристика 40В NMOS транзисторов A-типа шириной 1800 мкм с запуском на

цепочке из 4х диодов Зенера (черный график), утечка при -0.5 В и 5.5 В относительно истока транзистора (синий и красный графики). Напряжение срабатывания ~ 17.5 В. Необратимый пробой при Vbd~28 В. 

TLP-характеристика 40В NMOS транзисторов A-типа шириной 1800 мкм с запуском на цепочке из 8и диодов Зенера (черный график), утечка при -0.5 В и 5.5 В относительно истока транзистора (синий и красный графики). Напряжение срабатывания ~ 36 В. Необратимый пробой при Vbd~42 В. 

Слайд 12

Результаты TLP-исследований 40В NMOS транзисторы В-типа

Результаты TLP-исследований 40В NMOS транзисторы В-типа

Слайд 13

TLP-характеристика 40В NMOS транзисторов В-типа шириной 1200 мкм и длиной канала

TLP-характеристика 40В NMOS транзисторов В-типа шириной 1200 мкм и длиной канала

0.55 мкм (черный график), утечка при -0.5 В и 5.5 В относительно истока транзистора (синий и красный графики). Напряжение срабатывания ~ 52 В. Необратимый пробой при Vbd~60.5 В. Сопротивление в открытом состоянии Ron~19 Ом.

TLP-характеристика 40В NMOS транзисторов В-типа шириной 1200 мкм (черный график) и длиной канала 1 мкм, утечка при -0.5 В и 5.5 В относительно истока транзистора (синий и красный графики). Напряжение срабатывания ~ 52 В. Необратимый пробой при Vbd~62 В. Сопротивление в открытом состоянии Ron~19 Ом.