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。     

深亚微米CMOS IC抗噪声ESD保护电路的设计

CMOS工艺技术缩小到深亚微米阶段，电路的静电(ESD)保护能力受到了更大的限制。因此，需要采取更加有效并且可靠的静电放电保护设计。文章提出了一种新型的ESD保护电路，以LVTSCR结构为基础，结合栅耦合技术以及抗噪声干扰技术。这种新型电路即使被意外触发也不会引起闩锁效应，提高了ESD保护电路的可靠性，实现了全芯片保护。     

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     

TFSOI/CMOS ESD研究

文章讨论了TFSOI／CMOS中ESD电路与常见体硅ESD电路的主要区别,详细分析了ESD电路中各个组成部分对整体性能的影响,成功地研制了抗2000V静电的ESD保护电路,指出了进一步提高TFSOI／CMOS ESD抗静电能力的途径。     

深亚微米CMOS IC全芯片ESD保护技术

CMOS工艺发展到深亚微米阶段,芯片的静电放电(ESD)保护能力受到了更大的限制。因此,需要采取更加有效而且可靠的ESD保护措施。基于改进的SCR器件和STFOD结构,本文提出了一种新颖的全芯片ESD保护架构,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。     

利用键合线提高ESD保护电路射频性能的研究

提出了一种利用键合线提高ESD保护电路射频性能的新型片外ESD保护电路结构。该新型结构在不降低ESD保护电路抗静电能力前提下,提高了ESD保护电路射频性能。针对一款达林顿结构ESD保护电路,制作了现有ESD保护电路结构和新型ESD保护电路结构的测试板级电路,测试结果表明:两种ESD保护电路结构的抗静电能力均达到20 kV,现有ESD保护电路结构在0～4.3 GHz频段内衰减系数均小于1 dB,反射损耗系数均小于-10 dB,最高工作频率为4.3 GHz;新型ESD保护电路结构在0～5.6 GHz频段内衰减系数均小于1 dB,反射损耗系数均小于-10 dB,最高工作频率为5.6 GHz。     

CMOS/SOI 64-kB SRAM抗ESD实验

设计了一种SOI栅控二极管结构的ESD保护电路，并将其应用到64 kB SRAM电路上，进行了管脚摸底实验和电路的整体抗静电实验。通过实验，研完了ESD保护电路各项参数对ESD性能的影响。实验结果表明，这种结构的ESD保护电路的抗ESD能力达到了设计要求。     

基于CMOS工艺的全芯片ESD保护电路设计

介绍了几种常用ESD保护器件的特点和工作原理,通过分析各种ESD放电情况,对如何选择ESD保护器件,以及如何设计静电泄放通路进行了深入研究,提出了全芯片ESD保护电路设计方案,并在XFAB 0.6 μm CMOS工艺上设计了测试芯片.测试结果表明,芯片的ESD失效电压达到5 kV.     

一种应用于深亚微米CMOS工艺的ESD保护电路

本文研究了一种基于动态栅极悬浮技术的ESD保护电路,并根据全芯片ESD防护的要求设计了试验电路。采用TSMC 0.18μm CMOS工艺实现了试验电路,测试显示芯片的ESD失效电压达到了7kV。     

GaAs低噪声放大器的抗静电设计

基于提升GaAs低噪声放大器(LNA)的抗静电(ESD)能力的需求,且实现器件小型化轻量化,设计了一种S波段GaAs低噪声放大器的ESD防护电路,该电路利用1/4波长线的微波特性,通过1/4波长微带线并联在GaAs芯片的输入输出端,瞬态二极管(TVS)并联在芯片的电源端,不改变器件原有封装尺寸的条件下构成保护结构.基于ESD人体模型,运用静电模拟仪器对低噪声放大器进行了模拟试验,并对其性能进行了测试.结果表明,在6.5 mm×6.5 mm×2.4 mm的封装尺寸下,器件的抗静电能力从250 V提高到了1 000 V,在频率为2.6～3.7 GHz,带内增益大于25 dB,增益平坦度小于-±0.5 dB,噪声系数小于1.5 dB,满足高可靠领域应用的要求.     

基于RC触发NMOS器件的ESD电路设计

研究了基于电阻(R)电容(C)触发n型金属氧化物半导体(NMOS)器件的静电放电(ESD)电路参数与结构的设计,讨论了电阻电容触发结构对ESD性能的提升作用,研究了不同RC值对ESD性能的影响以及反相器结构带来的ESD性能差异,并讨论了在特定应用中沟道放电器件的优势。通过一系列ESD测试电路的测试和分析,发现电阻电容触发结构可以明显提高ESD电路的保护能力,其中RC值10 ns设计的栅耦合NMOS(GCNMOS)电路具有最高的单位面积ESD保护能力,达到0.62 mA/μm2。另外对于要求触发电压特别低的应用场合,RC值1μs设计的GCNMOS电路将是最好的选择,ESD能力可以达到0.47 mA/μm2,而触发电压只有3 V。     

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。     

电子设备中的ESD保护设计

介绍了静电放电(ESD)的工作机理以及静电放电给电子元器件所带来的损伤。通过对比压敏电阻与瞬变电压抑制二极管(TVS管)的特点,给出了如何选择ESD保护器件的一些建议。在分析了TVS管的工作原理及关键参数基础上,对TVS管选型标准进行了简要介绍。针对使用TVS管的保护电路,以IEC61000-4-2最高严酷度级别4的环境对电路中的寄生参数进行了分析,提出了优化ESD保护器件性能及PCB保护电路设计时需要注意的事项。以MAX3490E为例指出了集成片上ESD系统芯片的优点。     

亚微米集成电路的ESD保护设计

介绍了一种带ESD瞬态检测的VDD-VSS之间的电压箝位结构,归纳了在设计全芯片ESD保护结构时需要注意的关键点;提出了一种亚微米集成电路全芯片ESD保护的设计方案,从实例中验证了亚微米集成电路的全芯片ESD保护设计.     

用于手机的高性能、微封装ESD和EMI解决方案

ST的ESD保护解决方案 ESD即静电可能对手机造成的危害基本上有以下三种:(1)造成手机中的芯片发出击穿;(2)可能会使 PCB板中相邻的金属极发生击穿; (3)可能会损害PCB板上的绝缘层。如果手机中不设置适当的保护电路,那么静电便会使手机上的某些部分甚至整体功能失灵。而今后随着手机向着小型化以及多媒体功能集成方向发展,PCB的布线将会更加紧凑,各类处理芯片将更加敏感, 这就要求我们要更加重视ESD对手机所造成的危害,并且要在尽可能小的空间内提供高效的解决方案。     

轻松实现电容式触摸感应按键开关设计

市场上的消费电子产品已经开始逐步采用触摸感应按键,以取代传统的机械式按键。针对此趋势,益登科技设计出以Silicon Labs公司MCU为内核的电容式触摸感应按键方案。电容式触摸感应按键开关,内部是一个以电容器为基础的开关。以传导性物体(例如手指)触摸电容器可改变电容,此改变会被內置于微控制器内的电路所侦测。电容式触摸感应按键的基本原理     

基于SCR的双向ESD保护器件研究

可控硅整流器件(SCR)结构用于集成电路的静电放电(ESD)保护具有提高保护效率,减小芯片面积和降低寄生参数的优点.对基于SCR的双向ESD保护器件进行了研究;建立了一种ESD保护器件仿真设计平台,对该器件的结构、关键参数和性能进行了系统的仿真和优化.得到的改进器件不仅对ESD人体模型(HBM)的保护性能好,引入电路的寄生效应小,而且ESD保护的各关键性能参数也可以方便地进行调整.     

一种基于CMOS工艺的新型结构ESD保护电路

根据伞芯片静电放电(ESD)损伤防护理论,设计了一种新犁结构保护电路,采用0.6μm标准CMOS p阱工艺进行了新型保护电路的多项目晶圆(MPW)投片验证.通过对同一MPW中的新型结构ESD保护电路和具有同样宽长比的传统栅极接地MOS(GG-nMOS)保护电路的传输线脉冲测试,结果表明在不增加额外工艺步骤的前提下,本文设计的新型结构ESD保护电路芯片面积减少了约22%,静态电流更低,而抗ESD电压提高了近32%.该保护电路通过了5kV的人体模型测试.     

一种基于CMOS工艺的新型结构ESD保护电路

根据全芯片静电放电(ESD)损伤防护理论,设计了一种新型结构保护电路,采用0.6μm 标准CMOS p阱工艺进行了新型保护电路的多项目晶圆(MPW)投片验证. 通过对同一MPW中的新型结构ESD保护电路和具有同样宽长比的传统栅极接地MOS(GG-nMOS)保护电路的传输线脉冲测试,结果表明在不增加额外工艺步骤的前提下,本文设计的新型结构ESD保护电路芯片面积减少了约22%,静态电流更低,而抗ESD电压提高了近32%. 该保护电路通过了5kV的人体模型测试.     

亚微米CMOS工艺中GG-NMOS结构ESD保护电路改进设计

针对采用GG-NMOS结构ESD保护电路的IC芯片在实际应用中出现ESD失效现象,在不额外增加版图面积的情况下通过引入栅耦合技术对现有的ESD保护结构进行改进,并达到了预期效果.实验结果显示其性能达到了人体放电模式的2级标准(HBM:3000V),机器模式3级标准(MM:400V).