低寄生電容ESD保護(hù)器件的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-30 05:17
隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的進(jìn)步,集成電路的飛速發(fā)展,靜電放電(Electrostatic Discharge,ESD)對(duì)集成電路產(chǎn)品可靠性影響日益嚴(yán)重,ESD保護(hù)面臨重重困難和挑戰(zhàn)。尤其是在高頻工作狀態(tài)下電路的ESD保護(hù),高魯棒性ESD保護(hù)器件所帶來的寄生電容會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生很大的影響。本文針對(duì)ESD保護(hù)器件的寄生電容展開了研究,并進(jìn)行了優(yōu)化。本文首先研究了常用ESD保護(hù)器件二極管、MOSFET和SCR(Silicon Controlled Rectifier)的工作原理和寄生電容特性。二極管正向ESD保護(hù)能力強(qiáng),寄生電容小;MOSFET由于柵結(jié)構(gòu)的存在帶來了大量的寄生電容,不適合用于高頻下的ESD保護(hù);SCR能在較小的芯片面積下達(dá)到很強(qiáng)的ESD保護(hù)能力,寄生電容較小,但也存在觸發(fā)電壓高維持電壓低的缺點(diǎn)。針對(duì)正向二極管ESD電流泄放能力強(qiáng)寄生電容小的特點(diǎn),研究了N+/Psub二極管尺寸對(duì)其寄生電容的影響,并提出了通過優(yōu)化二極管版圖結(jié)構(gòu),增加p-n結(jié)周長(zhǎng)面積比的方法降低其寄生電容,從而設(shè)計(jì)了華夫餅形和八邊形二極管版圖以及對(duì)應(yīng)的去除N+注入?yún)^(qū)中間部分的帶孔二極管版圖。帶孔版圖的低寄生電容特性要明顯優(yōu)...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展態(tài)勢(shì)
1.3 論文的主要內(nèi)容
1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 ESD基本理論
2.1 靜電放電
2.2 靜電放電模型和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
2.2.1 人體模型HBM
2.2.2 機(jī)器模型MM
2.2.3 器件充電模型CDM
2.3 ESD測(cè)試方法
2.3.1 HBM和MM模型測(cè)試
2.3.2 CDM模型測(cè)試
2.3.3 傳輸線脈沖(TLP) 測(cè)試
2.3.4 電子槍測(cè)試
2.4 常見的ESD失效機(jī)制
2.5 ESD設(shè)計(jì)窗
2.6 ESD保護(hù)器件寄生電容的測(cè)量方法
2.7 本章小結(jié)
第三章 ESD保護(hù)器件的分析和選取
3.1 二極管
3.1.1 二極管電學(xué)特性
3.1.2 二極管的寄生電容
3.1.3 串聯(lián)二極管
3.2 MOSFET
3.2.1 MOS管的結(jié)構(gòu)和電學(xué)特性
3.2.2 MOS管的寄生電容
3.3 晶閘管SCR
3.3.1 SCR的結(jié)構(gòu)和電學(xué)特性
3.3.2 SCR的寄生電容
3.4 本章小結(jié)
第四章 二極管寄生電容的優(yōu)化
4.1 二極管保護(hù)網(wǎng)絡(luò)
4.2 二極管尺寸的影響
4.3 優(yōu)化二極管版圖
4.3.1 華夫餅形和八邊形二極管
4.3.2 帶孔華夫餅形和帶孔八邊形二極管
4.3.3 二極管優(yōu)化版圖的性能分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 低寄生電容SCR
5.1 普通SCR
5.1.1 SCR的版圖優(yōu)化
5.1.2 SCR的測(cè)試結(jié)果
5.2 改進(jìn)型SCR(MSCR)
5.2.1 MSCR的版圖優(yōu)化
5.2.2 MSCR的測(cè)試結(jié)果
5.3 低觸發(fā)電壓SCR(LVTSCR)
5.4 雙向SCR(DDSCR)
5.4.1 DDSCR和PMDDSCR的版圖設(shè)計(jì)
5.4.2 DDSCR和PMDDSCR的測(cè)試結(jié)果
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
本文編號(hào):3466125
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展態(tài)勢(shì)
1.3 論文的主要內(nèi)容
1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 ESD基本理論
2.1 靜電放電
2.2 靜電放電模型和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
2.2.1 人體模型HBM
2.2.2 機(jī)器模型MM
2.2.3 器件充電模型CDM
2.3 ESD測(cè)試方法
2.3.1 HBM和MM模型測(cè)試
2.3.2 CDM模型測(cè)試
2.3.3 傳輸線脈沖(TLP) 測(cè)試
2.3.4 電子槍測(cè)試
2.4 常見的ESD失效機(jī)制
2.5 ESD設(shè)計(jì)窗
2.6 ESD保護(hù)器件寄生電容的測(cè)量方法
2.7 本章小結(jié)
第三章 ESD保護(hù)器件的分析和選取
3.1 二極管
3.1.1 二極管電學(xué)特性
3.1.2 二極管的寄生電容
3.1.3 串聯(lián)二極管
3.2 MOSFET
3.2.1 MOS管的結(jié)構(gòu)和電學(xué)特性
3.2.2 MOS管的寄生電容
3.3 晶閘管SCR
3.3.1 SCR的結(jié)構(gòu)和電學(xué)特性
3.3.2 SCR的寄生電容
3.4 本章小結(jié)
第四章 二極管寄生電容的優(yōu)化
4.1 二極管保護(hù)網(wǎng)絡(luò)
4.2 二極管尺寸的影響
4.3 優(yōu)化二極管版圖
4.3.1 華夫餅形和八邊形二極管
4.3.2 帶孔華夫餅形和帶孔八邊形二極管
4.3.3 二極管優(yōu)化版圖的性能分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 低寄生電容SCR
5.1 普通SCR
5.1.1 SCR的版圖優(yōu)化
5.1.2 SCR的測(cè)試結(jié)果
5.2 改進(jìn)型SCR(MSCR)
5.2.1 MSCR的版圖優(yōu)化
5.2.2 MSCR的測(cè)試結(jié)果
5.3 低觸發(fā)電壓SCR(LVTSCR)
5.4 雙向SCR(DDSCR)
5.4.1 DDSCR和PMDDSCR的版圖設(shè)計(jì)
5.4.2 DDSCR和PMDDSCR的測(cè)試結(jié)果
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
本文編號(hào):3466125
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