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静电放电(Electrostatic discharge,ESD)和电性过应力(Electric overstress,EOS)是集成电路(Integrated circuit,IC)发展过程中面临的一个越来越严重的问题。根据历年的报告数据,ESD问题随着集成电路向小线宽、高集成度和诸如轻掺杂漏(light dopped drain,LDD)、硅表面硅化(silicidation)等先进工艺发展,越发成为一个不容忽视的问题。通常情况下,ESD问题对IC或器件的影响主要表现在两个方面,一方面产生高电压造成电路中器件结击穿、栅氧或绝缘介质的电击穿;另一方面产生大电流,由于局部大电流,导致热点集中,引起器件硅融化、金属互联线融化或断裂等。本文前半部分首先介绍ESD保护的重要意义,然后介绍了常见的ESD等效模型、测试模型、测试方法和判断标准;往下介绍了两类常用的ESD保护器件,即不具有snapback特性的二极管和电阻,以及具有snapback特性的双极晶体管(bipolar junction transistor,BJT)、场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor fieldeffect transistor, MOSFET)和硅控整流器(silicon controlled rectifier,SCR);最后还介绍了热扩散方程和热电模型。后半部分主要是利用synopsis公司推出的Sentaurus软件对40V栅接地LDMOS器件进行准静态的仿真和瞬态的仿真,通过两种类型的仿真,从机理上解释器件内部热量的积累过程和性能的高低。包括不同沟道长度、不同源区到体接触距离(source to bulk tap spacing,SBS)以及不同漏极工程的(即嵌入SCR的LDMOS结构和SCR结构)器件的温度特性和ESD性能的比较和研究。最后介绍了几种常见的ESD设计版图布局,比较其优劣并根据本文所用工艺特点提出本文实际流片的版图布局,同时给出了几个器件的测试结果对比作为ESD仿真的验证。本文中增加的ESD器件的瞬态仿真有别于常用的ESD仿真方法和常规电路瞬态仿真方法,是通过瞬态仿真对ESD热量积累中温度特性研究的首次尝试。