日本NOISEKEN分析微電子器件靜電防護設計

　　微電子器件靜電防護設計方法是指電路設計者在設計過程中為降低電子器件與設備防護靜電危害所應用的方法。電路保護涉及到與抗靜電放電干擾相關的很多因素，如過程變量、布局考慮、幾何形狀和空間、包裝、測試和容錯等。

　　保護網絡有時同保護裝置的其他部件都安裝在集成電路的表面。這種保護網絡通常旨在降低敏感節點上的電壓或電流瞬變。不同的防護網絡已經用于保護各種敏感的電子器件。這些電路防護網絡為器件提供了防ESD危害的有效保護。

　　由于防護電路提供的保護受大電壓和小脈沖寬度的制約。超過這些極限的ESD會使元器件受到損壞，或者使防護電路本身受到損壞。這是因為，后者通常也是由在一定程度上或多或少的敏感元器件組成的。防護電路的損壞能引起元器件性能退化或使ESDS元器件對后續ESD更加敏感。器件性能退化可能是ESDS元器件速度特性的變化或漏電流的增加。當ESD電壓低于器件敏感度電壓時，防護電路的損傷可能是不明顯的，但是多次ESD作用能使元器件或防護電路性能退化或引起失效。另外，同一類型的ESDS元器件的敏感度因制造廠家的不同和同一制造廠家的批次不同而不同。同樣，防護電路的設計和有效性也因制造廠家的不同而有所變化。

　　在鋁金屬化層和擴散區之間的基礎層在決定輸入結構的ESD敏感度水平方面起重要作用。研究標明，在瞬變電壓條件下對于金屬化層的失效來說，主要的參數是電流密度和電壓脈沖的周期。例如90°轉彎會引起轉角內非均勻的電流分布。因此在防護網絡中的金屬化層避免90°轉角是有益的。由于在氧化物臺階處的金屬化層可能比其他位置上的更薄，因此在進行用于ESD防護網絡中的金屬化層的線寬設計時，應注意考慮這些位置處金屬化層厚度減小的影響。