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.     

多电源混合电压SoC的全芯片ESD设计实例

SoC是含有微处理器、外围电路等的超大规模集成电路,具有器件特征尺寸小、复杂度高、面积大、数模混合等特点,SoC的ESD设计成为设计师面临的一个新的设计挑战。文章详细介绍了一个复杂的多电源、混合电压专用SoC芯片的全芯片ESD设计方案,并结合电路特点仔细分析了SoC芯片ESD设计的难点,提出了先工艺、再器件、再电路三个层次的分析思路,并将芯片ESD总体解决方案中的关键设计重点进行了逐一分析,最后给出了全芯片ESD防护架构的示意图。该SoC芯片基于0.35μm 2P4M Polycide混合信号CMOS工艺流片,采用文中提出的全芯片ESD防护架构,使该芯片的HBM ESD等级达到了4kV。     

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。     

基于CMOS工艺的IC卡芯片ESD保护电路

介绍了ESD保护结构的基本原理,并提出一个基于CMOS工艺用于IC卡芯片的保护电路.讨论了一些重要的设计参数对ESD保护电路性能的影响并进行了物理上的解释.     

深亚微米CMOS电路多电源全芯片ESD技术研究

深亚微米CMOS电路具有器件特征尺寸小、复杂度高、面积大、数模混合等特点,电路全芯片ESD设计已经成为设计师面临的一个新的挑战。多电源CMOS电路全芯片ESD技术研究依据工艺、器件、电路三个层次进行,对芯片ESD设计关键点进行详细分析,制定了全芯片ESD设计方案与系统架构,该方案采用SMIC0.35μm 2P4M Polycide混合信号CMOS工艺流片验证,结果为电路HBM ESD等级达到4 500 V,表明该全芯片ESD方案具有良好的ESD防护能力。     

深亚微米大容量PROM芯片ESD保护技术

从全芯片角度出发,采用多电源ESD架构和全芯片ESD设计,对整颗芯片提供全方位的ESD保护,介绍了基于0.18μm CMOS工艺设计的大容量PROM芯片的ESD设计技术。同时,通过对高压编程引脚的ESD加固设计,提高了芯片的整体抗ESD能力。最终产品ESD测试满足项目要求。     

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。     

由版图引起的CMOS ESD保护电路失效的分析

ESD保护电路已经成为CMOS集成电路不可或缺的组成部分,在当前CMOS IC特征尺寸进入深亚微米时代后,如何避免由ESD应力导致的保护电路的击穿已经成为CMOS IC设计过程中一个棘手的问题.光发射显微镜利用了IC芯片失效点所产生的显微红外发光现象可以对失效部位进行定位,结合版图分析以及微分析技术,如扫描电子显微镜SEM、聚焦离子束FIB等的应用可以揭示ESD保护电路的失效原因及其机理.通过对两个击穿失效的CMOS功率ICESD保护电路实际案例的分析和研究,提出了改进ESD保护电路版图设计的途径.     

中芯国际采用Mentor CaIibre PERC产品

MentorGraphics公司与中芯国际集成电路制造有限公司今天共同宣布中芯国际已采用MentorGraphicsCalibre@PERC电路可靠性验证解决方案为其最新的防静电（ESD）保护设计法之一。这有助于客户大型、复杂的系统级芯片（SoC）的设计,包括I／0、中芯国际或第三方的嵌入式IP模块、以及eFuse嵌入式存储器,皆能达到ESD保护的要求。     

TFT_LCD驱动芯片GATE／SOURCE静电保护电路设计与实现

文章描述了TFT_LCD驱动芯片防静电（ESD）保护电路的布局,重点分析和设计了TFT_LCD驱动芯片GATE和SOURCE引脚的ESD保护电路。ESD保护电路布局上,采用髓排ESD电路错开呈”品字形“排列,使ESD电流均匀流通。在GATE保护电路中,采用二极管接法代替通用PMOS,防止电路产生Latch-up效应。SOURCE的保护电路中．NMOS的Drain设计了RPO（Resisl Protection Oxide）,使流经Drain的电流均匀分散,使二次击穿电压升高。     

IC设计中的ESD保护技术探讨

ESD是集成电路设计中最重要的可靠性问题之一。IC失效中约有40%与ESD/EOS(电学应力)失效有关。为了设计出高可靠性的IC,解决ESD问题是非常必要的。文中讲述一款芯片ESD版图设计,并且在0.35μm 1P3M 5V CMOS工艺中验证,成功通过HBM-3000V和MM-300V测试。这款芯片的端口可以被分成输入端口、输出端口、电源和地。为了达到人体放电模型(HBM)-3000V和机器放电模型(MM)-300V,首先要设计一个好的ESD保护网络。解决办法是先让ESD的电荷从端口流向电源或地,然后从电源或地流向其他端口。其次,给每种端口设计好的ESD保护电路,最后完成一张ESD保护电路版图。     

第二代居民身份证制卡工艺静电测量及防护

在第二代居民身份证的制卡制证过程中,静电放电（ESD）现象比较严重,成为主要的失效原因之一.在仔细测量的基础上,给出了整个制卡过程中生产环境的静电电压测量值.这些测量数据,对进一步分析制卡层压工序ESD现象,以及身份证模块ESD指标的确定具有重要的意义.并提出了相应的静电防护措施.     

基于STNMOS的混合电压I／O接口ESD保护

混合电压I／O接口的静电放电（electrostaticdischarge,ESD）保护设计是小线宽工艺中片上系统（SoC）设计的主要挑战之一。混合电压I／O接口的片上ESD保护既要避免栅氧可靠性问题,又要防止不期望的泄漏电流路径产生。这篇论文讨论了基于堆叠NMOS（Stacked—NMOS,STNMOS）的混合电压I／O接口的ESD保护设计构思和电路实现,通过不同ESD保护设计方案的比较,提出了一个最有效的保护方案。     

深亚微米工艺中场氧器件静电防护能力的研究

研究了FOD在输入、输出和电源箝位部分ESD的工作特点,在0.18μm5V EEPROM CMOS工艺下流片、测试并分析了针对输入、输出和电源箝位的三种主流的ESD保护FOD器件,通过传输线脉冲测试仪的测量,重点分析了特征尺寸对器件ESD特性的影响及其设计方法。结果表明:影响FOD的ESD性能的主要因素是沟道长度、漏极长度和漏极接触孔到有源区的距离;增加沟道长,可适当提高FOD的ESD开启电压,但是会降低ESD防护性能;增加FOD的漏极长度和漏极接触孔到有源区的距离,可以提高FOD的ESD防护性能。提出了一种新型的浮体多晶硅岛屿型FOD结构,该结构不但结构简单,而且具有良好的ESD防护性能。     

MOS器件的ESD失效

静电放电(ESD)对半导体器件,尤其是金属氧化物半导体(MOS)器件的影响日趋凸显,而相关的研究也是备受关注.综述了静电放电机理和3种常用的放电模型,遭受ESD应力后的MOS器件失效机理,MOS器件的两种失效模式;总结了ESD潜在性失效灵敏表征参量及检测方法;并提出了相应的静电防护措施.