黎明液压滤芯厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
黎明液压滤芯厂家
热门搜索:
行业资讯
当前位置:首页 > 行业资讯

基于CMOS多功能数字芯片的ESD保护电路设计

发布时间:2020-06-30 17:33:08 阅读: 来源:黎明液压滤芯厂家

摘要 基于CSMC 2P2M 0 6μm CMOS工艺设计了一种ESD保护电路。整体电路采用Hspice和CSMC 2P2M的0 6μm CMOS 工艺的工艺库(06mixddct02 x24)仿真,基于CSMC 2P2M 0 6μm CMOS工艺完成版图设计,并在一款多功能故字芯片上使用,版图面椒雨积为1mm×1 mm,参与MPW(多项目晶圆)计划流片,流片测试结果表明,芯片满足设计目标。关键词 CMOS工艺;ESD保护电路;版图设计 随着CMOS集成电路产业的高速发展,越来越多的CMOS芯片应用在各种电子产品中,但在电子产品系统的设计过程中,随着CMOS工艺尺寸越求越小,单位面积上集成的晶体管越来越多,极大地降低了芯片的成本,提高了芯片的运算速度。但是,随着工艺的进步和尺寸的减小,静电释放(ESD),Elecyro Static Discharge)问题变得日益严峻。据统计,在集成电路设计中大约40%的失效电路是ESD问题造成的。 MOS晶体管是绝缘栅器件,栅极通过薄氧化层和其他电极之间绝缘。如果栅氧化层有较大的电压,会造成氧化层击穿,使器件永久破坏。随着器件尺寸减少,栅氧化层不断减薄,氧化层能承受的电压也不断下降,引起氧化层本征击穿的电场强度约为1 X 107V/cm。如栅氧化层厚度是50 nm 则可承受的最大电压约50 V,当栅氧化层厚度减少到5 nm,则所能承受的最大电压约为5 V。因此外界的噪声电压容易引起栅击穿。特别是外界各种杂散电荷会在栅极上积累,由于MOS 晶体管的栅电容很小,只要少量的电荷就能形成很大的等效栅压,引起器件和电路失效,这就是ESD问题。例如,人体所带的静电荷可产生高达几kV的电压,在80%的湿度情况下,人走过化纤地毯可能产生1.5 kV静电压。ESD对CMOS集成电路的损伤,不仅会引起MOS器件栅击穿,还可能诱发电路内部发生闩锁效畸应。另外,静电释放产生的瞬时大电流可能造成芯片局部发热,损害器件和电路。在一般的条件下,ESD不会导致器件即时失效,它往往潜伏在集成电路器件中,这种存在有潜在缺陷的器件在使用时容易失效。 特别是在深亚微米CMOS工艺中,由于溥栅氧化层的击穿电压较低,必须加入有效的在片ESD保护电路以箝位加到内部电路栅氧化层上的过充电压。1 ESD放电模式与设计方案 在集成电路中和外界相连的输入、输出端子比内部器什更容易受到ESD损伤。一般电路的输入或输出端与电源和地之间的ESD应力有4种模式: (1)某一输入(或输出)端对地的正脉冲电压(PS模式):VSS接地,ESD正电压加到该输入输出端,对VSS放电,VDD与其他管脚悬空。 (2)某一输入(或输出)端对地的负脉冲电压(NS模式):VSS接地,ESD负电压加到该输入输出端,对VSS放电,VDD与其他管脚脚悬空。 (3)某一个输入或输出端相对VDD端的正脉冲电压(PD模式):VDD接地,ESD正电压加到该输入输出端,对VDD放电,VSS与其他管脚悬空。 (4)某一个输入或输出端相对VDD端的负脉冲电压(ND模式):VDD接地,ESD负电压加在该输入输出端,对VDD放电,VSS与其他管脚悬空。

本文引用地址:

防止集成电路芯片输入、输出端受到ESD应力损伤的方法是在芯片的输入和输出端增加ESD保护电路。保护电路的作用主要有两方面:一是提供ESD电流的释放通路;二是电压钳位,防止过大的电压加到MOS器件上。

青岛劳保工服制做

东营订制防静电工作服

文化衫定做