带有硅化物阻挡层的可控硅器件对维持电压的影响

基于0.18μm双极CMOS-DMOS(BCD)工艺,研究并实现了一种阳极和阴极两侧均加入硅化物阻挡层(SAB)的可控硅(SCR)器件,可用于高压静电放电保护(ESD)。利用二维器件仿真平台和传输线脉冲测试系统(TLP),预测和验证了SAB层对可控硅性能的影响。测量结果表明,在不增加器件面积的情况下,通过增加SAB层,器件的维持电压(Vh)可以从3.03 V提高到15.03 V。与传统SCR器件相比,带有SAB层的SCR器件(SCR_SAB)具有更高的维持电压。

NMOS器件ESD特性模拟

NMOS管I-V曲线在ESD(electrostatic discharges)脉冲电流作用下呈现出反转特性,其维持电压VH、维持电流IH、触发电压VB、触发电流IB以及二次击穿电流等参数将会影响NMOS管器件的抗ESD能力。文章通过采用SILVACO软件,对1.0μm工艺不同沟长和工艺条件的NMOS管静电放电时的峰值电场、晶格温度以及VH进行了模拟和分析。模拟发现,在ESD触发时,增加ESD注入工艺将使结峰值场强增强,VH减小、VB减小,晶格温度降低;器件沟长和触发电压VB具有明显正相关特性,但对VH基本无影响。最后分析认为NMOS管ESD失效主要表现为高电流引起的热失效,而电场击穿引起的介质失效是次要的。

双向可控硅静电防护器件中p型井对静电性能影响的研究

基于0.18μm Bipolar CMOS-DMOS(BCD)工艺,研究讨论了双向可控硅静电防护器件中p型井(PW)位置对器件维持电压以及鲁棒性的静电性能影响,可用于高压静电放电(ESD)保护。利用二维器件仿真平台和传输线脉冲测试系统(TLP),预测和验证了PW的尺寸在高压工艺下对双向对称可控硅性能的影响。测量结果表明,在不增加器件面积的情况下,通过高压对称DDSCR器件PW层次的左侧边界位置缩进,所得的DDSCR_PW器件的正向维持电压(Vh)虽然从30.15 V降低到15.63 V,反向维持电压从26.15 V降低到16.85 V,但与高压对称DDSCR器件相比,高压对称DDSCR_PW器件具有提升失效电流的优点,其正向失效电流从6.68 A增加到18.22 A,反向失效电流从7.07 A增加到9.92 A,论文阐述了产生此现象的原因。