一种高维持电压的新型闩锁免疫双向可控硅

传统DDSCR器件过低的维持电压容易造成闩锁效应。提出了一种新型DDSCR,在传统器件阳极与阴极之间加入了浮空高掺杂的N+与P+有源区,通过P+有源区复合阱内的电子,N+有源区将电流通过器件深处电阻较低SCR路径泄放的方式来解决传统器件维持电压过低的问题,提高器件抗闩锁能力。基于TCAD的仿真结果表明,与传统DDSCR相比,新型器件的维持电压从2.9 V提高到10.5 V,通过拉长关键尺寸D₇,可将器件维持电压进一步提高到13.7 V。该器件适用于I/O端口存在正负两种电压的芯片防护。     

一种高维持电压的LVTSCR

对于工作电压为5 V的集成电路,低压触发可控硅(LVTSCR)的触发电压已能满足ESD保护要求,但其较低的维持电压会导致严重的闩锁效应。为解决闩锁问题,对传统LVTSCR进行了改进,通过在N阱下方增加一个N型重掺杂埋层,使器件触发后的电流流通路径发生改变,降低了衬底内积累的空穴数量,从而抑制了LVTSCR的电导调制效应,增加了维持电压。Sentaurus TCAD仿真结果表明,在不增加额外面积的条件下,改进的LVTSCR将维持电压从2.44 V提高到5.57 V,能够避免5 V工作电压集成电路闩锁效应的发生。     

用于片上ESD防护的新型高维持电压可控硅

为解决闩锁效应,设计了一种新颖的异质结双极晶体管触发可控硅(NHTSCR)。利用异质结晶体管串联反向异质结晶体管来分流SCR的方法,抑制电导调制效应,提高了维持电压。分析了提高NHTSCR维持电压的可行性,详述工作原理,并给出实现步骤。基于Sentaurus TCAD的仿真结果表明,该NHTSCR的维持电压从传统器件的1.34 V提高到3.72 V,在3.3 V工作电压、0.35 μm SiGe BiCMOS工艺下,有效避免了闩锁效应。     

一种用于低压防护的新型闩锁免疫双向可控硅

针对传统片上静电放电(ESD)防护器件双向可控硅(DDSCR)的低维持电压特性,设计了一种内嵌多MOS管的新型DDSCR。通过多MOS管组成的旁路通路进行分流,能够增强反偏结电场,从而提高器件抗闩锁能力。基于TCAD进行仿真,模拟TLP测试结果表明,与NLVT_DDSCR相比,新型器件的触发电压基本保持不变,维持电压从3.50 V提高到5.06 V,通过拉长关键尺寸D5,可将器件维持电压进一步提高到6.02 V,适用于电源轨为5 V的低压芯片防护。     

用于3.3 V电源的高维持电压ESD防护器件

为了解决传统LVTSCR易发生闩锁效应的问题,提出了一种增强型嵌入P浅阱可控硅(EEP_LVTSCR)结构。通过在传统LVTSCR中NMOS管漏极与阳极之间植入PSD/NSD有源区,引入了额外的复合作用,降低了发射极注入效率;通过NMOS管下方P浅阱增强基区的复合作用,同时降低了PNP、NPN管的电流增益,提高了维持电压。基于0.18 μm BCD工艺,采用TCAD软件模拟了新型EEP_LVTSCR和传统LVTSCR的电流电压(I-V)特性。仿真结果表明,新型EEP_LVTSCR的维持电压从传统的1.73 V提升到5.72 V。该EEP_LVTSCR适用于3.3 V电源的ESD防护。     

内嵌PMOS的高维持电压LVTSCR设计

LVTSCR器件结构相对于普通SCR具有低电压触发特性而被广泛用于集成电路的片上静电放电(ESD)防护中。但是在ESD事件来临时,其维持电压过低易发生闩锁(latch-up)效应致使器件无法正常关断。为改进LVTSCR这一缺陷,提出了一种内嵌PMOS的高维持电压LVTSCR结构,即Embedded PMOS LVTSCR(EP-LVTSCR)。该结构基于内嵌PMOS组成的分流通路抽取阱内载流子,抑制寄生晶体管PNP与NPN正反馈效应,来提高器件抗闩锁能力;通过Sentaurus TCAD仿真软件模拟0.18μm CMOS工艺,验证器件的电流电压(I-V)特性。实验结果表明,与传统LVTSCR相比较,EP-LVTSCR的维持电压从2.01 V提升至4.50 V,触发电压从8.54 V降低到7.87 V。该器件具有良好的电压钳位特性,适用于3.3 V电源电路芯片上静电防护应用。     

应用于5 V电压电路的新型闩锁免疫LVTSCR

传统低压触发可控硅(LVTSCR)维持电压过低,应用于片上ESD防护时存在闩锁风险。文章提出了一种嵌入分流路径的LVTSCR。基于0.18 μm CMOS工艺,使用Sentaurus-TCAD软件模拟人体模型,对器件准静态特性进行了分析。结果表明,新型器件在保持触发电压、ESD防护性良好的情况下,有效提高了维持电压。对关键尺寸D6进行优化,该器件的维持电压提高到5.5 V以上,器件可安全应用于5 V电压电路,避免了闩锁效应。     

一种用于片上静电防护的新型闩锁免疫可控硅

可控硅(SCR)被广泛应用于片上静电放电(ESD)防护。由于SCR的低维持电压特性,闩锁问题一直是其应用于高压工艺ESD防护的主要问题。改进设计了一种新型SCR器件,即MOS High-holding Voltage SCR (MHVSCR)。通过对SCR寄生三极管正反馈进行抑制,并提高维持电压,实现了闩锁免疫。详细分析了MHVSCR提高SCR维持电压的可行性、工作原理以及实现步骤。基于Sentaurus TCAD的仿真结果表明:设计的器件将传统器件的SCR维持电压从2.8 V提高至15.88 V,有效实现了SCR在12 V工艺下的闩锁免疫能力。     

一种非对称双向可控硅静电防护器件的设计

非对称双向可控硅(ADDSCR)是在考虑了保护环结构之后,为使I-V特性曲线对称而设计的非对称结构,但是其维持电压较低,容易闩锁.为了提高传统ADDSCR的维持电压,基于0.18μm BCD工艺,设计维持电压高的HHVADDSCR.经TCAD仿真,证明HHVADDSCR具有高维持电压,避免了闩锁,且器件适用于传输电平在...     

一个LVTSCR并联PMOS的高维持电压ESD防护器件

为了在5 V片上输入输出端进行静电放电(ESD)防护,提出了一种新型的LVTSCR结构。使用Silvaco 2D TCAD软件对此器件进行包含电学及热学特性的仿真。此新型器件交换了LVTSCR中N-Well的N+、P+掺杂区并引入了一个类PMOS结构用来在LVTSCR工作前释放ESD电流。器件仿真结果显示,与LVTSCR相比,该器件获得了更高的维持电压(10.51 V),以及更高的开启速度(1.05×10-10 s),同时触发电压仅仅从12.45 V增加到15.35 V。并且,如果加入的PMOS结构选择与NMOS相同的沟道长度,器件不会引起热失效问题。     

用于高压ESD防护的高维持电流SCR器件

静电释放(ESD)是指电荷在两个电势不等的物体之间转移的物理现象,它存在于人们日常工作生活的任意环节。随着集成电路特征尺寸不断减小、集成度不断增高,芯片对ESD也变得越来越敏感。为了用尽可能小的版图面积来实现ESD防护,利用晶闸管结构(SCR)来实现集成电路的ESD防护已成为当下的研究热点。但传统SCR的维持电压和维持电流都很低,若直接将其应用于电源ESD防护则会导致严重的闩锁效应(latch-up)。基于高维持电流设计窗口,提出一种可用于15 V电路的抗闩锁SCR器件,并通过混合仿真验证了该器件的有效性。     

一种可控硅并联稳压电源

直流稳压电源种类较多,它们各具特点,因而可以应用在不同场合。可控硅直流稳压电源,以其输出功率大,应用广泛,晶体管线性直流电源和开关电源无法取代;特别在稳压电源根据需求扩大功率输出时,可控硅稳压电源采用并联方式容易实现。文章阐述了一种可控硅模块并联集成的稳压电源方案,并分析了实施过程中需要解决的关键技术。     

一种新型跟踪式可控硅直流稳压电源

论述了一种新型跟踪式可控硅直流稳压电源。这种稳压电源是在串联反馈调整型稳压电源的基础上加装了可控硅相位控制装置。     

高压SOI工艺SCR ESD保护器件研究

针对ESD保护器件SCR的维持电压和触发电压难以调整的问题,设计了一种SCR版图形式,这种新型的SCR版图形式可以将维持电压和触发电压进行最优化的调整,同时不改变原有的高压工艺的特点。从而解决了在高压ESD保护领域,使用SCR做ESD保护器件容易引入闩锁效应的问题,是目前高压ESD保护领域较好的解决方案。     

A New Phase-shifted Cascade High Voltage Inverter

This paper presents the characteristic and structure of phase-shifted cascade high voltage inverter. The high voltage inverter utilizes fewer power switches and has a balance load, a good linearity between input and output and a perfect control feature.     

一种低触发电压的两级防护SCR器件

提出了一种用于降低触发电压的两级防护SCR(TSPSCR).在传统LVTSCR中植入P-ESD层,增设额外的二极管.因为P-ESD层的掺杂浓度较高,该器件能更早发生雪崩击穿而触发第一级泄流路径,从而开启第二级泄流路径.Sentaurus TCAD仿真结果表明,该器件的触发电压从传统器件的10.59 V降低至4.12 V...     

一种用于5 V电源ESD防护的新型高维持电压MLSCR

针对5 V电源的静电放电(ESD)防护,提出一种利用PMOS管分流的新型优化横向可控硅(PMOS-MLSCR)。相比于传统MLSCR,PMOS-MLSCR具有更高的维持电压和相对较低的触发电压,有效避免了传统MLSCR面临的闩锁风险。基于0.18 μm BCD工艺,采用TCAD仿真模拟PMOS-MLSCR和传统MLSCR,并通过模拟TLP测试器件特性。仿真结果表明,PMOS-MLSCR的维持电压相对于传统MLSCR提升了3.64 V,触发电压降低了1.49 V,并且满足5 V电源ESD防护的设计窗口。