【摘要】：近年來,由于SiGe異質(zhì)結(jié)工藝既能給出高頻器件的解決方案又能和普通硅工藝有良好的兼容性,所以在無線領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,同時(shí)該工藝下芯片的可靠性問題也逐步得到了重視。其中,靜電放電(Electrostatic Discharge,ESD)現(xiàn)象是影響芯片可靠性的重要因素之一,在推進(jìn)SiGe工藝下芯片可靠性研究的同時(shí)也需要全面深入的研究結(jié)果來推進(jìn)SiGe工藝下芯片ESD保護(hù)研究工作。本文基于0.35um SiGe BiCMOS工藝,對(duì)SiGe工藝下的ESD防護(hù)器件進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容如下:本文首先涉及了ESD防護(hù)設(shè)計(jì)的基本概念,對(duì)人體模型(HBM)、機(jī)器模型(MM)、組件充電模型(CDM)三種重要的物理模型進(jìn)行了介紹,同時(shí)還介紹了一種專門用于測(cè)試的模型,TLP模型,該模型用于對(duì)器件特性的深入研究。之后對(duì)ESD設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)窗口的概念進(jìn)行了介紹,通過設(shè)計(jì)窗口能夠提取出ESD設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)指標(biāo),這些指標(biāo)決定了具有哪些特性的器件能用。最后還對(duì)ESD的失效機(jī)理和判斷方法進(jìn)行了介紹。在對(duì)ESD防護(hù)有基本介紹后,對(duì)本文所重點(diǎn)研究的SiGe工藝上的一些常規(guī)的器件及性能進(jìn)行了介紹,涉及二極管、HBT、MOSFET、SCR四種基本器件。重點(diǎn)介紹了二極管在該工藝下的一些變化,對(duì)于HBT器件則另外給出了不同溫度下的器件的特性變化,同時(shí)也涉及了DTSCR器件的性能。這些常規(guī)器件的特性對(duì)于后續(xù)的新器件設(shè)計(jì)有較大的指導(dǎo)價(jià)值。最后本文介紹了SiGe工藝下的4種新器件,分別是用于降低SCR觸發(fā)電壓的外接式HBT觸發(fā)SCR結(jié)構(gòu)和內(nèi)嵌式HBT觸發(fā)SCR結(jié)構(gòu)、可以降低面積的融入HBT結(jié)構(gòu)的單向SCR和融入HBT結(jié)構(gòu)的雙向SCR。這些器件結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)于ESD設(shè)計(jì)提供了許多的新的參考。測(cè)試結(jié)果表明,除了一些在文中有專門提及存在失效電流低的問題的器件,其余器件的防護(hù)能力都能達(dá)到4kV以上的保護(hù)能力,能夠滿足大多數(shù)ESD防護(hù)需求。
【圖文】：

芯片失效模式分布圖

ESD現(xiàn)象引起的器件失效示意圖
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN40

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