CMOS电路中的闩锁效应研究

闩锁效应是功率集成电路中普遍存在的问题。文中分析了CMOS结构中的闩锁效应的起因,提取了用于分析闩锁效应的集总器件模型,给出了产生闩锁效应的必要条件,列举了闩锁效应的几种测试方法。最后,介绍了避免发生闩锁效应的几种方法。     

CMOS结构中的闩锁效应

本文较为详细地阐述了体硅CMOS结构中的闩锁效应，分析了CMOS结构中的闩锁效应的起因，提取了用于分析闩锁效应的集总组件模型，给出了产生闩锁效应的必要条件与闩锁的触发方式。通过分析表明，只要让CMOS电路工作在安全区，闩锁效应是可以避免的，这可以通过版图设计规则和工艺技术，或者两者相结合的各种措施来实现。本文最后给出了防止闩锁效应的关键设计技术。     

CMOS电路结构中的闩锁效应及其防止措施研究

CMOS Scaling理论下器件特征尺寸越来越小,这使得CMOS电路结构中的闩锁效应日益突出。闩锁是CMOS电路结构所固有的寄生效应,这种寄生的双极晶体管一旦被外界条件触发,会在电源与地之间形成大电流通路,导致器件失效。文章首先分析了CMOS电路结构中效应的产生机理及其触发方式,得到了避免闩锁效应的条件。然后通过对这些条件进行分析,从版图设计和工艺等方面考虑如何抑制闩锁效应。最后介绍了几种抑制闩锁效应的关键技术方案。     

CMOS电路结构中的闩锁效应及其防止措施研究

CMOS Scaling理论下器件特征尺寸越来越小,这使得CMOS电路结构中的闩锁效应日益突出。闩锁是CMOS电路结构所固有的寄生效应,这种寄生的双极晶体管一旦被外界条件触发,会在电源与地之间形成大电流通路,导致器件失效。首先分析了CMOS电路结构中效应的产生机理及其触发方式,得到了避免闩锁效应的条件。然后通过对这些条件进行分析,从版图、工艺等方面考虑如何抑制闩锁效应。最后介绍了几种抑制闩锁效应关键技术方案。     

一种抑制ESD保护电路闩锁效应的版图研究

针对具有低压触发特性的静电放电(electrostatic discharge,ESD)保护电路易闩锁的不足,本文结合CSMC0.6μm CMOS工艺,设计了一种可应用于ESD保护电路中的独立双阱隔离布局方案,这种方案不仅可以有效的阻断形成闩锁的CMOS器件固有纵向PNP与横向NPN晶体管的耦合,且兼容原有工艺而不增加版图面积。将此布局方案与常规保护环结构同时应用于笔者研制的具有低压快速触发特性双通路ESD保护电路中,通过流片及测试对比表明,该布局方案在不影响保护电路特性的同时,较常规保护环结构更为有效的克服了保护电路的闩锁效应,从而进一步提升了该保护电路的鲁棒性指标。本文的布局方案为次亚微米MOS ESD保护电路版图设计提供了一种新的参考依据。     

电路系统中的闩锁效应及其预防设计分析

随着社会的不断发展及经济水平的提升,我国的电力系统也得到极大的发展。然而现阶段我国的电路系统在运行过程中往往会有闩锁效应发生,而这种现象往往会对电路系统的正常运行产生较为严重的影响。文章深入地对电路系统中的闩锁效应进行了分析,并针对这种现象提出了相应的预防设计方案,希望能为电路系统的正常运行提供帮助。     

SOI LIGBT抗闩锁效应的研究与进展

概述了绝缘层上硅横向绝缘栅双极晶体管(SOI LIGBT)抗闩锁结构的改进历程,介绍了从早期改进的p阱深p+欧姆接触SOI LIGBT结构到后来的中间阴极SOI LIGBT、埋栅SOILIGBT、双沟道SOI LIGBT、槽栅阳极短路射频SOI LIGBT等改进结构;阐述了一些结构在抗闩锁方面的改善情况,总结指出抑制闩锁效应发生的根本出发点是通过降低p基区电阻的阻值或减小流过p基区电阻的电流来削弱或者切断寄生双极晶体管之间的正反馈耦合。     

电路系统中的闩锁效应及其预防设计

针对CMOS集成电路的闩锁效应,围绕实际应用的电路系统中易发生闩锁效应的几个方面进行了详细说明,提出了采用严格的上电时序、基于光耦的电路隔离设计和热插拔模块的接口方法,可以有效地降低发生闩锁效应的概率,从而提高电路系统的可靠性。     

一种高频高压双极性功率器件的研究

针对常规双极功率晶体管（ＢＰＴ）中存在的高频、高电流增益和高ＣＥ击穿电压间的固有矛盾，本文基于Ｋｏｎｄｏ提出的ＧＡＴ结构，利用刻槽淀积Ｐ＋多晶硅基区的新工艺，研制了一种高频高压双极性功率器件，并对该器件的基区电场屏蔽效应进行了解析研究，实验获得了预期的效果。     

超高压集成电路中的闩锁效应与仿真

研究超高压集成电路中的寄生闩锁效应问题.针对采用外延技术的BCD工艺,给出外延层材料电阻率、工艺和结构参数变化与寄生闩锁结构触发阈值之间的数量关系,并在分析研究的基础上,给出一种高触发耐量的合理设计方案.经仿真实验,证明了该方案的可行性.     

集成电路闩锁效应测试

CMOS制程是现今集成电路产品所采用的主流制程。闩锁效应(Latch-up)是指CMOS器件中寄生硅控整流器(SCR)被触发导通后,所引发的正反馈过电流现象。过电流的持续增加将使集成电路产品烧毁。闩锁效应已成为CMOS集成电路在实际应用中主要失效的原因之一。在国际上,EIA/JEDEC协会在1997年也制订出了半静态的闩锁效应测量标准,但只作为草案,并没有正式作为标准公布。我们国家在这方面还没有一个统一的测量标准,大家都是在JEDEC标准的指导下进行测量。文章针对目前国际上通行的闩锁效应测试方法作一个简要的介绍和研究。     

CMOS电路中抗Latch-up的保护环结构研究

闩锁是CMOS集成电路中的一种寄生效应,这种PNPN结构一旦被触发,从电源到地会产生大电流,导致整个芯片的失效。针对芯片在实际测试中发现的闩锁问题,介绍了闩锁的测试方法,并且利用软件Tsuprem4和Medici模拟整个失效过程,在对2类保护环(多子环/少子环)作用的分析,以及各种保护结构的模拟基础之上,通过对比触发电压和电流,得到一种最优的抗Latch up版图设计方法,通过进一步的流片、测试,解决了芯片中的闩锁失效问题,验证了这种结构的有效性。     

对辐射感应闭锁窗口现象的解释

中、大规模CMOS器件受到瞬态辐射时，出现了闭锁单窗口、多窗口现象。为了获得闭锁窗口的出现原因，借助对窗口现象的有关参考文献的研究，利用计算机电路模拟软件，分析了CMOS器件多个闭锁路径之间的相互作用。在此基础上，提出了解释窗口现象的“三径”闭锁模型。应指出的是，该闭锁模型还需要试验上的进一步验证与支持。     

基于多级电源系统中闩锁的研究

对在多级电源系统可靠性设计中遇到的几个关于闩锁的问题进行了研究,针对闩锁产生的原因进行分析,并提出解决方法。     

IEGT的高温特性与闩锁失效分析(英文)

介绍了平面栅电子注入增强型栅极晶体管(IEGT)的闩锁效应,讨论了温度对关键特性参数如通态压降、正向阻断电压及开关时间的影响。利用ISE软件模拟了IEGT在高温下的导通特性、阻断特性和开关特性,分析了IEGT在高温下的失效原因,提出了改善其高温安全工作区(SOA)的措施。     

CMOS工艺中抗闩锁技术的研究

伴随着CMOS工艺技术的发展,CMOS电路已经成为VLSI制造中的主流,而CMOS器件特征尺寸的快速缩小和CMOS电路的广泛应用,使得CMOS电路中的latch-up效应引起的可靠性问题也越来越受到大家的重视。阐述了CMOS工艺中闩锁的概念、原理及其给电路的可靠性带来的严重后果,深入分析了产生闩锁效应的条件、触发方式,并针对所分析的闩锁原因从版图设计、工艺改良、电路应用三个方面提出了一些防闩锁的优化措施,以满足和提高CMOS电路的可靠性要求。     

CMOS集成电路闩锁效应抑制技术

闩锁效应是CMOS集成电路在实际应用中失效的主要原因之一,而且随着器件特征尺寸越来越小,使得CMOS电路结构中的闩锁效应日益突出。文章以P阱CMOS反相器为例,从CMOS集成电路的工艺结构出发,采用可控硅等效电路模型,较为详细地分析了闩锁效应的形成机理,给出了闩锁效应产生的三个基本条件,并从版图设计和工艺设计两方面总结了几种抑制闩锁效应的关键技术。