文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
数模混合集成电路中ESD的特性研究与设计
姓名:刘青山
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:刘红侠
20090101
摘要静电放电怯跋旒傻缏房煽啃缘闹饕R蛩刂唬嬖谟谏绞褂玫每一个环节,已经成为开发新一代工艺技术的难点。阑ど杓坪凸ひ仗跫切相关。只有对鹕耸锢砘坪凸ひ仗跫幸桓龊玫睦斫猓拍苌杓瞥论文从器件的物理基础入手,研究了器件损伤的物理机制。分析认为雪崩热空穴注入栅氧化层,产生界面态和大量中性陷阱,引起阈值电压增大,亚阈值电流减小,造成关态漏泄漏电流的退化。同时发现器件内部温度越高,栅氧化层注入机制就越强,引起的损伤也就越大。论文结合实际工艺,,发现使用了甋ひ占际醯钠骷甭┒苏蛄鞯缱璞浯螅銮苛瞬指晶体管的导通均匀性,并使得主要电流泄放通路远离&一&砻妫欣谄骷这为后续的电路和版图设计提供了合理的物理基础。论文从输入、输出、电源和地、多电源以及全芯片角度,系统、全方位的设同时在检测电路的下一级使用了动态传输结构。反馈器件能够提高电路中各器件工作状态的转换速度,使得保护电路能够及时关闭,避免箝位器件栅极电流保持过长时间,保护了筘位器件的栅极。研究结果证明了这种新型保护电路的有效性。关键词:静电放电保护电路反馈动态传输集成电路好的防护结构。热量的散发;的增加可以提高漏端镇流电阻;而增大时,源端镇流电阻的增大对跋煊邢蕖计了一款芯片的阑さ缏罚⒋葱滦缘纳杓了电源到地之间的电路结构。该电路在检测电路部分加了一个反馈器件,
,瓾,.,
本人签名:——西安电子科技大学学位论文独创性虼葱滦声明关于论文使用授权的说明秉承学校严谨的学分和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切的法律责任。本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。明并表示了谢意。日期容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后C艿穆畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑本人签名:导师签名:
第一章绪论芯康南肿匆约氨匾P际醯姆⒄静电放电是造成大多数电子元器件失效的主要原因,当带有静电的物体靠近或者接触到的金属引脚的时候,就会产生瞬时高压放电,放电电流会通过管脚进入内部电路,瞬间产生大量热量,将内部器件烧毁。梢栽斐稍F骷鹕耍缏钒迨Ш托畔⒍JАK孀臝酒啥群凸艺性能提高,器件的最小特征尺寸不断减小,芯片对于鸬氖Ц用感。跋旃岽┯谥圃臁⒃耸洹⒁约癐ぷ髦校梢运凳俏薮Σ辉冢珽效应感位置加上静电防护电路,以解决芯片中遇到的各种静电放电情形。设计有效的阑そ峁故荂傻缏房煽啃陨杓频闹匾H挝裰唬銭结构与工艺大下降,需要对其结构加以改进才能适应芯片的防护要求。而衬底触发的结构,可以利用场管寄生的芾葱狗臙大电流,然而随着工艺尺寸的缩小,热载流子效应和寄生串联电阻效应更加明显,于是巢杂漏峁购凸杌锢┥⒐ひ盏靡杂τ谩H欢贓应力下,由于短沟道的档赖缱韬屠┥⒌缱瓒己苄。哟サ缱枰鹌骷绰㏒┥⑶侧边缘附近产生电流集中效应,在源端复合效应的促进下,源端会出现一个不同而造成脑炊巳然鞔S纱丝杉鹿ひ盏牡蓟岫砸延械腅防护结构构成挑战,也是现在的阑そ峁剐枰2欢细慕胩岣叩囊桓龊苤匾5脑已经成为影响可靠性的关键因素之一。为了有效地避免静电放电的危害,除了加强工作场所对静电累积的控制之外,还必须加强集成电路本身对静电放电的耐受能力。有效的做法是在芯片的静电敏技术、特征尺寸密切相关。.在早期的二极管防护结构中,要通过大的缌骶鸵T龃蠼崦婊欢着工艺尺寸的缩小,集成电路中的器件尺寸也就相应的缩小,使得二极管结构的应用越来越少。在后面发展起来的栅耦合保护结构中,虽然有着低的触发电压与均匀触发性,然而硅化物工艺和薄外延层工艺使得其静电防护能力大于漏端的新的热点。随着应力的增大,这个热点温度甚至可能超过漏端温度,从因。
.谕庋芯肯肿此外,一款功能强大的芯片已经不是单纯的由一种数字电路或是模拟电路能的工作频率要求,其阑ぞ褪且桓龊艽蟮奶粽健并准确判断失效原因,为提高产品的可靠性提供科学依据。微电子器件的失效分析除了外部和内部观察之外,主要是进行理化分析。传统方法是采用热点侦测技