集成电路片上ESD防护器件的设计与分析

摘要

静电放电（ElectroStatic Discharge, ESD）在集成电路产业的电路失效中占有较大的比重，本文重点讨论了集成电路片上ESD防护器件设计与分析。
　　首先，本文对ESD现象进行了简单介绍，分析了ESD的一些基本理论，其中详细讨论了ESD失效理论、ESD模型理论、ESD测试理论以及ESD防护理论，为集成电路片上ESD防护器件的设计提供理论基础。
　　接着，本文讨论了两种常用的ESD防护器件。作者首先分析了二极管的防护原理，对它的防护特性进行了模拟仿真，并简单讨论了它的版图设计方法。随后，作者又分析了栅接地NMOS（Gate Grounded NMOS, GGNMOS）的防护原理，通过模拟仿真分析了其防护特性。此外，还讨论了几个影响GGNMOS防护性能的参数及其版图设计要点。
　　最后，本文讨论了可控硅（Silicon Controlled Rectifier, SCR）器件的防护设计，介绍了几种提高SCR器件防护性能的设计方法。此外，还分析了SCR器件动态闩锁问题的原因，并提出了一种N型高电流低电压触发的新型SCR结构（N-type High-current Low-Voltage Trigger SCR, NHILVTSCR），在保证它原有较高防护水平的同时，又大大提高了其抗干扰能力。

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第一章 绪论

1.1静电简介

1.2 ESD简介

1.3 ESD防护器件发展动态

1.4 本文的主要工作

第二章 ESD基本理论

2.1 ESD失效理论

2.2 ESD模型介绍

2.3 ESD测试理论

2.4 ESD防护理论

2.5 本章小结

第三章 输入端栅氧化层ESD防护器件的设计与分析

3.1 基于二极管的ESD防护设计与分析

3.2 基于GGNMOS的ESD防护设计与分析

3.3 本章小结

第四章 基于SCR的ESD防护设计与分析

4.1 SCR防护原理

4.2 传统LSCR的仿真分析

4.3 提高LSCR防护性能的简单讨论

4.4 本章小结

第五章 LVTSCR抗干扰能力的研究与设计

5.1 实际应用中LVTSCR的抗干扰问题

5.2 提高LVTSCR抗干扰能力的方法

5.3 提高LVTSCR保持电压方法的简单讨论

5.4 提高LVTSCR触发电流的设计与分析

5.5 本章小结

第六章 结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果