论文部分内容阅读
为了防止ESD失效,学术界和工业界做了大量的努力,从ESD的物理机制的研究到开发出相应的保护结构及电路等,可以说取得了相当大的成效,但是随着器件尺寸正在从传统的深亚微米向45和22纳米方向发展,ESD保护面临着更严峻的挑战。从微观上来看,器件尺寸的缩小将导致器件击穿电压变低,使其更容易受到ESD的损害;而同时栅源击穿电压甚至接近漏源击穿电压,使得以前的ESD保护设计方法在一定程度上已经不再适用。从宏观上来看,系统集成度也在不断上升,同一块PCB板上会集成更多的芯片,使得PCB板的寄生电容非常大,可以储存更多的静电电荷,同时不同芯片的相互干扰也越来越严重,这意味着系统面临的ESD危害变得更为严重。
所以,我们需要在ESD保护关键技术的研发以及应用上投入更大的力量。通过对ESD现象的深入研究,如大电流注入时的击穿特性,表面电流集中效应,栅极偏置效应,衬底偏置效应等,开发出基于器件物理的,利用器件本身存在特性,通过在栅极偏置与衬底偏置间引入时间差的概念,达到既降低ESD保护电路的触发电压与增强放电MOS管的均匀导通性,又减小误触发机率与减小漏电流。
本文亦提出了一个比传统片电荷模型更加精确的基于电势的新模型。首先通过求解泊松方程,最终推导出更精确的电流表达式。通过与Charge-Sheet模型,Pao-Sah模型的比较,可以证明我们的模型在不同的掺杂浓度,不同的外部偏置条件下,具有比Charge-Sheet模型更高的精度。为了简化,我们并没有包含短沟道效应与量子效应。