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。     

基于SCR的ESD保护电路防闩锁设计

SCR器件作为目前单位面积效率最高的ESD保护器件,被广泛研究并应用到实际电路中.SCR所具有的低保持电压特性可以带来很高的ESD性能,但同时也会导致闩锁.文章从提高保持电压和触发电流这两方面入手,研究在实际电路应用中如何防止ESD保护电路发生闩锁.     

栅极触发PDSOI CMOS闩锁效应研究

测试了不同静态栅极触发电压(输入电压)下诱发CMOS闩锁效应需要的电源电压和输出电压(即将闩锁时的输出电压),发现静态栅极触发CMOS闩锁效应存在触发电流限制和维持电压限制两种闩锁触发限制模式,并且此栅极触发电压.输出电压曲线是动态栅极触发CMOS闩锁效应敏感区域与非敏感区域的分界线.通过改变输出端负载电容,测试出了不同电源电压下CMOS闩锁效应需要的栅极触发电压临界下降沿,并拟合出了0 pF负载电容时的临界下降沿,最终得出了PDSOI CMOS电路存在的CMOS闩锁效应很难通过电学方法测试出来的结论.     

一种静电保护用低触发电压PMTSCR器件

提出了一种用于静电放电(ESD)保护的PMOS器件触发SCR器件(PMTSCR)。PMTSCR器件的开启由寄生PMOS的沟道长度、SCR器件寄生阱电阻RPW和RNW决定。器件具有触发电压低的优点。实验结果表明,通过调整PMTSCR器件的结构参数,相比于传统低电压触发SCR器件(LVTSCR),PMTSCR器件的触发电压由6.3 V下降到4.4 V,触发电压减少30%,同时器件的ESD漏电流保持不变。     

应用于ESD防护电路的抗噪声LVTSCR组件研究

应用于ESD防护的低压触发SCR组件,当受到电路噪声干扰时,极易造成SCR组件的误导通,进而影响到电路的正常功能,严重时可以产生持续的闩锁效应,造成SCR组件烧毁。通过改进SCR的结构,提高该SCR组件的触发电流,或者提高该SCR组件的保持电压,使其抗噪声干扰能力大大增强。另外,文中对触发电流与温度的关系、保持电压与N+区宽度的关系也做了分析。     

一种用于混合电压芯片的新型ESD防护触发电路

为了降低芯片成本,通过使用低压器件串联的方式构造静电防护触发电路,使芯片在没有使用高压I/O器件的情况下实现了高压电源域的ESD防护。由于该触发电路未使用电容器件,因此有效地降低了ESD触发电路所占用的芯片面积,并且该电路为静态电压触发,其开启时间可远长于一般电容电阻耦合的触发电路。通过在HSPICE中使用类ESD(ESD-like)的方波脉冲,可以看出该电路在发生ESD时能有效地触发ESD器件,而在芯片正常工作时不易因外界干扰而产生误触发。     

应用于片上ESD防护中新式直通型MOS触发SCR器件的研究

在基于0.13μm CMOS工艺制程下,为研究片上集成电路ESD保护,对新式直通型MOS触发SCR器件和传统非直通型MOS触发SCR进行了流片验证,并对该结构各类特性进行了具体研究分析。实验采用TLP(传输线脉冲)对两类器件进行测试验证,发现新式直通型MOS触发SCR结构要比传统非直通型MOS触发SCR具有更低的触发电压、更小的导通电阻、更好的开启效率以及更高的失效电流。     

TLP和VFTLP应力下高压LDMOS的触发特性研究

本文通过TCAD软件－Sentaurus Device工具, 基于文献[1]所提出的一套物理宏模型进行仿真,研究了高压LDMOS功率器件（击穿电压大于160伏）在传输线脉冲和快速传输线脉冲应力下的静电放电（ESD）触发物理机制,发现在快速传输线脉冲应力下,高压LDMOS的触发电压有明显的提高,这一现象和低压普通静电放电保护器件（如NMOS器件和SCR器件）有明显的差异。本文详细分析了触发电压的上升现象和寄生电容的关系,并且用一个简单的等效电路原理图分析了上述现象。最后,本文提出了一种能够减轻触发电压上升这一现象的改进结构,并且得到了测试结果的验证。     

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。     

双单稳态触发器CC4528的特殊应用

CC4528是CMOS双单稳态集成触发电路,它有两个可再触发端A端与B端。若用脉冲上升沿触发,触发信号从A端输入,B端要接高电平;若用脉冲下降沿触发,触发信号从B端输入,A端要接低电平。CD是复位端,低电平有效。它有Q和Q两个互补输出端,产生一个精确的有较宽范围的输出脉冲,其宽度和精确度由外部时间元件R_x、C_x确定。图1是CC 4528的管脚排列。图2是逻辑图。其真值表如附表所示。