目前的IC行业中,尤其是较为先进工艺下的芯片产品,由静电放电（Electrostatic Discharge,ESD）造成产品失效的隐患越来越高,ESD失效已经属于导致芯片可靠性问题的主要因素。静电现象在日常中随处可见,IC行业针对于静电的防护已经从源头到最终产品应用各个环节全方面采取措施。随着IC制造工艺变革,也给芯片静电防护设计增添了很多技术环节变化,本文就将对先进IC工艺下静电防护的设计,包括ESD器件和全芯片电路在内的内容做详细的研究和总结。其主要内容如下（1）研究了40nm CMOS工艺下几种常见ESD保护器件,主要关注器件的原理和TLP测试特性,包括PN结二极管系列、MOSFET系列和SCR系列。通过调整PN结结面积以及改变器件宽度改善器件在泄放ESD电流时的鲁棒性。研究了MOSFET器件基础结构改进,并通过测试结果探索MOSFET器件的工作原理,此外还探索了GGNMOS器件版图绘制方式的影响。研究了SCR的基本结构以及基于SCR结构改进的MLSCR和LVTSCR等器件工作机理,结合TLP测试结果重点介绍了MLSCR器件触发电压和维持电压的优化方法。（2）基于片上ESD保护内容,详细介绍40nm芯片中某模块设置的全芯片ESD保护网络结构。结合40nm工艺下BCM参数,重点叙述芯片模块端口的设计窗口提取工作,然后介绍该模块所使用的ESD全芯片防护方案。还研究了40nm工艺下电源保护单元RC Power Clamp,包括等效电路、器件结构和版图绘制。并结合流前期所做的ESD保护方案,对Tape out后的裸片进行TLP测试。对测试结果整理分析,展示该模块端口的全芯片ESD保护网络下各种模式（PS、NS、PD、ND）的TLP测试结果。（3）当遭受快速ESD事件（例如CDM）冲击的IC系统,ESD保护器件此时应具有快速开启导通电流的能力,否则会增加ESD的风险。MDTSCR在传统的DTSCR中嵌入了电流增益放大器模块,这使得器件的寄生双极结型晶体管的电流增益远高于传统的DTSCR内部晶体管,使得触发电压变小从而加快器件的开启速度。通过调整器件触发模块中二极管串的数量,MDTSCR可以适应不同的ESD设计窗口。实验结果表明,与传统的DTSCR器件相比,在28nm CMOS工艺下MDTSCR的开启时间减少了52%,触发电压从5.5V降低至4.5V。