基于SiGe BiCMOS工艺的射频ESD电路设计

随着射频电路工作频率的不断升高,ESD已经成为了影响电路可靠性和射频电路性能的重要因素。针对高速射频电路,设计了高速I/O口ESD防护电路和电源到地的箝位电路,并采用斜边叉指型二极管进行版图和性能优化。采用Jazz 0.18μm SiGe BiCMOS工艺对该ESD防护电路进行设计和流片。经过测试得到,ESD保护电压最高可达到3000 V。更改二极管叉指数取得更高的ESD防护级别,改进后保护电压最高可达到4500 V。     

基于CMOS工艺的芯片ESD设计

随着射频电路工作频率不断升高,ESD已经成为影响电路可靠性和射频电路性能的重要因素。针对高速射频电路,设计了高速I/O口ESD防护电路和电源到地的箝位电路,并采用斜边叉指型二极管进行版图和性能优化。采用Jazz 0.18μm SiGe BiCMOS工艺对ESD防护电路进行设计和流片。经过测试得出,ESD保护电压最高可达到3000V。更改二极管叉指数取得更高的ESD防护级别,改进后保护电压最高可达到4500V。文中阐述了ESD防护架构的基本原则,并给出了一种采用CMOS工艺设计应用于IC卡晶片上的防护工作电路。探讨了几个关键设计参数及其对ESD保护电路特性的影响,并做出了物理上的说明。     

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.     

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CMOS工艺的射频集成电路ESD保护研究

随着工艺特征尺寸的缩小,射频集成电路承受的静电放电(ESD)问题日趋变得复杂.保护电路与被保护核心电路的相互影响,已经成为制约射频集成电路发展的一个障碍.本文主要研究CMOS工艺下,ESD保护电路与被保护核心电路之间的相互影响的作用机理,提出研究思路,并对射频集成电路ESD保护电路的通用器件作出评价.1.引言随着半导体...     

E2PROM工艺的ESD保护电路失效分析

ESD保护电路已经成为集成电路不可或缺的组成部分,如何避免由ESD应力导致的保护电路的击穿已经成为CMOSIC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、微红外发光显示设备EMMI等的应用可以揭示ESD保护电路的失效原因及机理。文章通过对一组击穿失效的E2PROM工艺的ESD保护电路实际案例的分析和研究,介绍了几种分析工具,并且在ESD失效机制的基础上,提出了改进ESD保护电路的设计途径。     

一种新型低漏电ESD电源箝位电路

在到达纳米级工艺后,传统的静电放电防护(ESD)电源箝位电路的漏电对集成电路芯片的影响越来越严重。为降低漏电,设计了一种新型低漏电ESD电源箝位电路,该箝位电路通过2个最小尺寸的MOS管形成反馈来降低MOS电容两端的电压差。采用中芯国际40 nm CMOS工艺模型进行仿真,结果表明,在相同的条件下,该箝位电路的泄漏电流仅为32.59 nA,比传统箝位电路降低了2个数量级。在ESD脉冲下,该新型ESD箝位电路等效于传统电路,ESD器件有效开启。     

双界面智能卡芯片模拟前端ESD设计

双界面智能卡芯片静电放电(ESD)可靠性的关键是模拟前端(AFE)模块的ESD可靠性设计,如果按照代工厂发布的ESD设计规则设计,AFE模块的版图面积将非常大.针对双界面智能卡芯片AFE电路结构特点和失效机理,设计了一系列ESD测试结构.通过对这些结构的流片和测试分析,研究了器件设计参数和电路设计结构对双界面智能卡芯片ESD性能的影响.定制了适用于双界面智能卡芯片AFE模块设计的ESD设计规则,实现对ESD器件和AFE内核电路敏感结构的面积优化,最终成功缩小了AFE版图面积,降低了芯片加工成本,并且芯片通过了8 000 V人体模型(HBM) ESD测试.     

MOSFET失配的研究现状与进展

特定工艺条件下的器件失配程度限制了射频／模拟集成电路的设计精度和成品率。电路设计者需要精确的MOSFET失配模型来约束电路优化设计,版图设计者需要相应的设计规则来减小芯片失配。本文介绍了MOSFET失配的基本概念;回顾了MOSFET模型的研究进展及相关的版图设计技术、计算机仿真方法;总结了MOSFET失酉己对电路性能的影响及消除技术。最后探讨了MOSFET失配的研究趋势。     

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。