【摘 要】
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静电放电（Electro static Discharge,ESD）对人类来说是一种随处可见的现象,通常可以通过接触带静电物体产生,是人类生活中的一个小惊喜。但这会对集成电路（Integrated Circuit,IC）造成不可估量的后果,从而降低了芯片的使用寿命,以及提高了芯片的生产成本。为了应对ESD对芯片的损坏,本文将基于X-Fab工艺厂的0.6μm CMOS工艺（简称XC06）进行讲解。主
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静电放电（Electro static Discharge,ESD）对人类来说是一种随处可见的现象,通常可以通过接触带静电物体产生,是人类生活中的一个小惊喜。但这会对集成电路（Integrated Circuit,IC）造成不可估量的后果,从而降低了芯片的使用寿命,以及提高了芯片的生产成本。为了应对ESD对芯片的损坏,本文将基于X-Fab工艺厂的0.6μm CMOS工艺（简称XC06）进行讲解。主要分为以下几点:1.针对常用ESD防护单元器件进行介绍,如二极管,BJT,GGNMOS,SCR。并对如何改变回滞型器件的触发电压和维持电压作出了总结和分析。对于触发电压来说主要方式分为改变PN结击穿电压,辅助触发,堆叠。其中有如a.改变PN结掺杂层b.嵌入多晶硅栅来减小寄生三极管的基区宽度和缩短泄放路径c.RC耦合辅助触发等。对于维持电压主要分为改变电流增益,增加泄放路径,堆叠。其中有如a.对有源区的分割,来改变寄生三极管的电流增益b.在常规的SCR中通过增加有源区来增加新的寄生三极管,从而形成新的泄放路径,来降低正反馈上的电流,等。2.分析此次XC06工艺下IO端口电路图,根据设计窗口的定义,提取相应端口的窗口,如IO端口与电源线和地线之间的设计窗口总共分别5.5V-10.8V,5.5V-11.7V,5.5V-13.5V。电源与地之间的设计窗口分别为5.5V-10.8V,5.5V-13.5V。并基于电路级防护的知识基础,对该项目提出相应的设计方案如基于电源轨的防护网络和基于压焊块的防护网络。3.主要对XC06工艺下所流片的器件结构和TLP测试结果进行分析,从而选取能够满足8KV防护要求和窗口的器件。其中有如单向防护器件二极管,双向防护器件GGNMOS和GDPMOS以及LVTSCR。同时在其基础加入电阻R,从而实现RC耦合的器件GCNMOS,GCPMOS和LVTSCR＿RES。并对RC耦合做了器件和电路仿真,并对其进行了分析。接着对电源钳位单元进行分析,如RCMOS,RCSCR。主要包括RC充放电对测试结果的影响,版图绘制导致器件导通不均匀等。最后对满足窗口要求的器件进行提取,并进行相应的组合以满足防护网络下的全芯片防护。
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