射频集成电路中静电放电(ESD)保护器件的研究_微电子.doc

资料分类:科技学院 上传会员:21克拉 更新时间:2014-10-10
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摘要:随着半导体制造工艺特征尺寸越来越小,静电放电(Electrostatic Discharge,ESD)已经成为影响集成电路(ICs)可靠性最为重要的问题之一.尤其对射频ICs,因ESD的防护会引入的寄生效应,易导致电路性能恶化甚至失效,其ESD的防护设计面临着更大的挑战.近年来,射频ICs的ESD保护设计已经成为ESD领域的热点.

   本论文首先简述了ESD产生的原因和危害性.接着讨论并分析了常用的三种ESD模型的特点、ESD常用的测试模型,并总结了ESD失效的判断方法.然后深入分析了射频ICs的ESD设计窗口,结合常用防护器件(如二极管,MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)晶体管和可控硅整流器(Silicon Controlled Rectifier,SCR)等)探讨了ESD防护的物理机制进行探讨研究,分析不同ESD防护器件的工作特点.最后利用TCAD工具Sentaurus软件对射频ICs常用的双向可控硅整流器件(Dual-directional SCR, DDSCR)和二极管辅助触发可控硅整流器件(Diode-triggering SCR, DDSCR)进行了仿真与分析.并在DDSCR器件的结构基础上提出了一种结构优化的器件,提高维持电压,降低触发电压,有效改善了SCR器件的ESD防护能力.

关键词:静电放电;射频集成电路;TCAD仿真;ESD窗口;可控硅

 

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 研究背景-1

1.2国内外RFIC的ESD发展状态-2

1.3研究内容-2

第2章 静电放电模型和测试方法-5

2.1 静电放电模型-5

2.2 静电放电测试方法-10

2.3传输线脉冲发生器(TLP)测试-13

2.4静电放电失效判断-14

第3章 RFIC的ESD防护器件的物理机制和器件设计-15

3.1 ESD失效机制和设计窗口-15

3.2常用ESD保护器件-16

3.2.1电阻-17

3.2.2 二极管-18

3.2.3 MOS晶体管-19

3.2.4可控硅整流器件(SCR)-20

第4章 器件的仿真与测试-25

4.1 TCAD软件工具——SenTaurus介绍-25

4.2器件的仿真与分析-26

4.2.1器件的仿真-26

4.2.2 DDSCR的仿真结果分析-28

4.2.3DTSCR器件的仿结果分析-31

第5章 结论和展望-33

5.1结论-33

5.2不足之处及未来展望-33

参考文献-35

致   谢-37

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上传会员 21克拉 对本文的描述:为了提高集成电路的可靠性,大多数的IC芯片内部均设有片内或者片外的ESD保护电路,以抵御ESD造成电路失效的威胁.但是ESD防护电路处于非工作状态时在IC芯片的PAD端引入的寄生效应会......
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