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ESD防护设计
防静电科技网   2022-07-08 14:51:52 作者:SystemMaster 来源: 文字大小:[][][]
1.多电源域的ESD防护设计时,建议每个电源地域都有各自的power clamp cell,不同的地之间要加入类似back-to-back diode的bi-direction cell。有空间的话,在不同电源之间也可以加入适当的discharge path。

另外,对于多电源的芯片,电源域转换的interface device容易受到ESD损伤。

针对gate oxide的损伤,可在ESD敏感器件就近加GGNMOS和GVPMOS;对于junction burnout,就要找出潜在的放电通路,通过调整版图间距或者加guard-ring。

2.芯片的电源和GND之间都存在clamp电路,当芯片受到ESD能量攻击时用来安全的泄放这些ESD能量。
一般来讲电源和地之间的clamp电路有很多种,常用的有三种:第一种是grounded-gated NMOS,第二种是gate-coupled NMOS,还有就是ESD detection + NMOS。

第一种存在严重的不均匀开启,不能充分发挥NMOS的泄放能力;
第二种有效的改善了第一种不均匀开启的现象,性能得到大大提高;
第一种和第二种都是利用NMOS寄生的BJT开启来泄放ESD能量,版图需要满足ESD layout rule;
第三种是利用NMOS的正常开启来泄放ESD能量,该电路可仿真,且该NMOS版图不需要满足ESD layout rule。
对于90nm以下的器件,第一种和第二种均已不起作用,第三种可以。

泄放ESD能量的原理有两种,一种是使用Gate-grounded NMOS的寄生BJT开启泄放ESD,寄生BJT体积大,散热性好。这种结构的NMOS不用做的太大,但要满足ESD rule。另一种利用的是器件的正常开启泄放ESD能量,电流走反型层沟道,这种结构的NMOS不需要满足ESD rule,但是total width要足够大,达到能通过几个A的电流能力,如果total width不够大,那么热量聚集到狭窄的反型层,很容易把器件烧毁。把电阻short掉后,该电路和Gate-grounded NMOS没有差异
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