一种用于片上静电防护的新型闩锁免疫可控硅
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(1. 郑州大学 信息工程学院, 郑州 450000;2. 电子科技大学 微电子与固体电子学院, 成都 610000 )

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仝 壮(1992-),男(满族),河南南阳人,硕士研究生,研究方向为集成电路ESD防护。 ·电路与系统设计·一种用于片上静电防护的新型闩锁免疫可控硅 仝 壮1,李浩亮1,刘志伟2,刘俊杰1,尹沙楠1 (1. 郑州大学 信息工程学院, 郑州 450000; 2. 电子科技大学 微电子与固体电子学院, 成都 610000 )摘 要: 可控硅(SCR)被广泛应用于片上静电放电(ESD)防护。由于SCR的低维持电压特性,闩锁问题一直是其应用于高压工艺ESD防护的主要问题。改进设计了一种新型SCR器件,即MOS High-holding Voltage SCR (MHVSCR)。通过对SCR寄生三极管正反馈进行抑制,并提高维持电压,实现了闩锁免疫。详细分析了MHVSCR提高SCR维持电压的可行性、工作原理以及实现步骤。基于Sentaurus TCAD的仿真结果表明:设计的器件将传统器件的SCR维持电压从2.8 V提高至15.88 V,有效实现了SCR在12 V工艺下的闩锁免疫能力。 关键词: 静电放电;闩锁;可控硅;器件仿真 中图分类号:TN386 文献标识码:A

通讯作者:

中图分类号:

TN386

基金项目:

深圳科学技术基金资助项目(SGJL20150217094454668)


A Novel Latchup-Immune SCR for On-Chip ESD Protection
Author:
Affiliation:

(1. School of Information Engineering, Zhengzhou Univ., Zhengzhou 450000, P. R. China;2. School of Microelec. and Solid-State Electronics, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610000, P. R. China)

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    摘要:

    可控硅(SCR)被广泛应用于片上静电放电(ESD)防护。由于SCR的低维持电压特性,闩锁问题一直是其应用于高压工艺ESD防护的主要问题。改进设计了一种新型SCR器件,即MOS High-holding Voltage SCR (MHVSCR)。通过对SCR寄生三极管正反馈进行抑制,并提高维持电压,实现了闩锁免疫。详细分析了MHVSCR提高SCR维持电压的可行性、工作原理以及实现步骤。基于Sentaurus TCAD的仿真结果表明:设计的器件将传统器件的SCR维持电压从2.8 V提高至15.88 V,有效实现了SCR在12 V工艺下的闩锁免疫能力。

    Abstract:

    Silicon controlled rectifier (SCR) is widely used in on-chip electro-static discharge (ESD) protection. However, due to the characteristic of low holding voltage of SCR, latchup is a major issue of SCR for ESD in high voltage process. An improved novel device named MOS high-holding voltage SCR (MHVSCR) was proposed. Latchup immunity was achieved by inhibiting the positive feedback of the parasitic transistor of SCR with increased holding voltage. Concurrently, the feasibility of increasing the SCR’s holding voltage in MHVSCR, the working principle and the implementing procedures were presented. Based on Sentaurus TCAD tools, the simulation results showed that the proposed device’s SCR holding voltage was increased from the traditional 2.8 V to 15.88 V. Therefore, the latchup immunity was implemented effectively in the 12 V process.

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  • 收稿日期:2017-10-11
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  • 在线发布日期: 2018-12-12
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