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日本NOISEKEN分析微电子器件静电防护设计

更新时间:2019-06-13      点击次数:710
   日本NOISEKEN分析微电子器件静电防护设计
  微电子器件静电防护设计方法是指电路设计者在设计过程中为降低电子器件与设备防护静电危害所应用的方法。电路保护涉及到与抗静电放电干扰相关的很多因素,如过程变量、布局考虑、几何形状和空间、包装、测试和容错等。
  保护网络有时同保护装置的其他部件都安装在集成电路的表面。这种保护网络通常旨在降低敏感节点上的电压或电流瞬变。不同的防护网络已经用于保护各种敏感的电子器件。这些电路防护网络为器件提供了防ESD危害的有效保护。
  由于防护电路提供的保护受大电压和小脉冲宽度的制约。超过这些极限的ESD会使元器件受到损坏,或者使防护电路本身受到损坏。这是因为,后者通常也是由在一定程度上或多或少的敏感元器件组成的。防护电路的损坏能引起元器件性能退化或使ESDS元器件对后续ESD更加敏感。器件性能退化可能是ESDS元器件速度特性的变化或漏电流的增加。当ESD电压低于器件敏感度电压时,防护电路的损伤可能是不明显的,但是多次ESD作用能使元器件或防护电路性能退化或引起失效。另外,同一类型的ESDS元器件的敏感度因制造厂家的不同和同一制造厂家的批次不同而不同。同样,防护电路的设计和有效性也因制造厂家的不同而有所变化。
  在铝金属化层和扩散区之间的基础层在决定输入结构的ESD敏感度水平方面起重要作用。研究标明,在瞬变电压条件下对于金属化层的失效来说,主要的参数是电流密度和电压脉冲的周期。例如90°转弯会引起转角内非均匀的电流分布。因此在防护网络中的金属化层避免90°转角是有益的。由于在氧化物台阶处的金属化层可能比其他位置上的更薄,因此在进行用于ESD防护网络中的金属化层的线宽设计时,应注意考虑这些位置处金属化层厚度减小的影响。
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