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源、漏到栅距离对次亚微米ggNMOS ESD保护电路鲁棒性的影响

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张冰, 柴常春, 杨银堂. 2010: 源、漏到栅距离对次亚微米ggNMOS ESD保护电路鲁棒性的影响, 物理学报, 59(11): 8063-8070.
引用本文: 张冰, 柴常春, 杨银堂. 2010: 源、漏到栅距离对次亚微米ggNMOS ESD保护电路鲁棒性的影响, 物理学报, 59(11): 8063-8070.
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Zhang Bing, Chai Chang-Chun, Yang Yin-Tang. 2010: Effect of distances from source or drain to the gate on the robustness of sub-micron ggNMOS ESD protection circuit, Acta Physica Sinica, 59(11): 8063-8070.
Citation: Zhang Bing, Chai Chang-Chun, Yang Yin-Tang. 2010: Effect of distances from source or drain to the gate on the robustness of sub-micron ggNMOS ESD protection circuit, Acta Physica Sinica, 59(11): 8063-8070.
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源、漏到栅距离对次亚微米ggNMOS ESD保护电路鲁棒性的影响

  • 西安电子科技大学微电子学院,宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室,西安,710071

Effect of distances from source or drain to the gate on the robustness of sub-micron ggNMOS ESD protection circuit

  • 摘要: 基于对静电放电(electrostatic discharge,ESD)应力下高电压、大电流特性的研究,本文通过优化晶格自加热漂移-扩散模型和热力学模型,并应用优化模型建立了全新的0.6μm CSMC 6S06DPDM-CT02 CMOS工艺下栅接地NMOS(gate grounded NMOS,ggNMOS)ESD保护电路3D模型,对所建模型中漏接触孔到栅距离(drain contact to gate spacing,DCGS)与源接触孔剑栅距离(source contact to gate spacing.SCGS)对保护电路鲁棒性指标--开启电压、击穿电压、自热峰值等参数的影响进行了系统研究.仿真结果表明,DCGS和SCGS的改变对保护电路的开启电压和热平衡没有影响,而DCGS比起SCGS对保护电路的击穿电压和器件的自热峰值敏感度更高,但持续增大DCGS和SCGS并不能单调提升保护电路的击穿电压值以及降低器件的自热峰值,因此不宜单一通过增大DCGS和SCGS的方式来改善ESD保护电路的鲁棒性.仿真结果与0.5 μm和0.6 μm CMOS工艺流片的传输线脉冲(transmission line pulse,TLP)测试结果对比显示,本文建立模型的仿真结果较好地反映了保护电路在ESD条件下的电、热特性趋势,其结论与测试结果符合.本文的研究结果为次亚微米ggNMOS ESD保护电路版图设计中的参数选取提供了依据.
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出版历程
  • 刊出日期:  2010-11-30

源、漏到栅距离对次亚微米ggNMOS ESD保护电路鲁棒性的影响

  • 西安电子科技大学微电子学院,宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室,西安,710071

摘要: 基于对静电放电(electrostatic discharge,ESD)应力下高电压、大电流特性的研究,本文通过优化晶格自加热漂移-扩散模型和热力学模型,并应用优化模型建立了全新的0.6μm CSMC 6S06DPDM-CT02 CMOS工艺下栅接地NMOS(gate grounded NMOS,ggNMOS)ESD保护电路3D模型,对所建模型中漏接触孔到栅距离(drain contact to gate spacing,DCGS)与源接触孔剑栅距离(source contact to gate spacing.SCGS)对保护电路鲁棒性指标--开启电压、击穿电压、自热峰值等参数的影响进行了系统研究.仿真结果表明,DCGS和SCGS的改变对保护电路的开启电压和热平衡没有影响,而DCGS比起SCGS对保护电路的击穿电压和器件的自热峰值敏感度更高,但持续增大DCGS和SCGS并不能单调提升保护电路的击穿电压值以及降低器件的自热峰值,因此不宜单一通过增大DCGS和SCGS的方式来改善ESD保护电路的鲁棒性.仿真结果与0.5 μm和0.6 μm CMOS工艺流片的传输线脉冲(transmission line pulse,TLP)测试结果对比显示,本文建立模型的仿真结果较好地反映了保护电路在ESD条件下的电、热特性趋势,其结论与测试结果符合.本文的研究结果为次亚微米ggNMOS ESD保护电路版图设计中的参数选取提供了依据.

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