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(guò)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(guān)的很多因素，如過(guò)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(wǎng)絡(luò )有時(shí)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(wǎng)絡(luò )通常旨在降低敏感節點(diǎn)上的電壓或電流瞬變。不同的防護網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)用于保護各種敏感的電子器件。這些電路防護網(wǎng)絡(luò )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(guò)這些極限的ESD會(huì )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(shí)，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(lèi)型的ESDS元器件的敏感度因制造廠(chǎng)家的不同和同一制造廠(chǎng)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(chǎng)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(lái)說(shuō)，主要的參數是電流密度和電壓脈沖的周期。例如90°轉彎會(huì )引起轉角內非均勻的電流分布。因此在防護網(wǎng)絡(luò )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(jìn)行用于ESD防護網(wǎng)絡(luò )中的金屬化層的線(xiàn)寬設計時(shí)，應注意考慮這些位置處金屬化層厚度減小的影響。