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ESD(1)

已有 1750 次阅读| 2006-8-26 07:56

天气: 晴朗
心情: 高兴

第一章 簡介 (Introduction)

  在互補式金氧半(CMOS)積體電路中,隨著量產製程

的演進,元件的尺寸已縮減到深次微米(deep-submicron)階

段,以增進積體電路(IC)的性能及運算速度,以及降低每

顆晶片的製造成本。但隨著元件尺寸的縮減,卻出現一些

可靠度的問題。

  在次微米技術中,為了克服所謂熱載子(Hot-Carrier)問

題而發展出LDD(Lightly-Doped Drain)製程與結構; 為了降低

CMOS元件汲極(drain)與源極(source)的寄生電阻(sheet

resistance) Rs 與 Rd,而發展出Silicide製程; 為了降低 CMOS

元件閘級的寄生電阻 Rg,而發展出 Polycide 製程 ; 在更進

步的製程中把Silicide 與 Polycide 一起製造,而發展出所謂

Salicide 製程。

  在 1.0微米(含)以下的先進製程都使用上述幾種重要的

製程技術,以提昇積體電路的運算速度及可靠度。CMOS

製程技術的演進如表1-1所示,其元件結構示意圖如圖1-1

所示。

表1-1 CMOS 製程技術的演進
Feature
Size(mm)
3 2 1 0.8 0.5 0.35 0.25
Junction
Depth(mm)
0.8 0.5 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15
Gate-Oxide
Thickness(A)
500 400 200 150 100 70 50
LDD No No Yes Yes Yes Yes Yes
Salicide
(Silicide)
No No No No Yes Yes Yes

圖1-1
 
  但是,CMOS 元件因為上述先進的製程技術以及縮得

更小的元件尺寸,使得次微米CMOS積體電路對靜電放電

(Electrostatic Discharge ESD)的防護能力下降很多。但外界

環境中所產生的靜電並未減少,故CMOS積體電路因ESD

而損傷的情形更形嚴重。舉例來說,當一常用的輸出緩衝

級(output buffer)元件的通道寬度(channel width)固定在300

微米(mm),用2微米傳統技術製造的NMOS元件可耐壓超過

3千伏特(人體放電模式);用1微米製程加上LDD技術來製

造的元件,其ESD耐壓度不到2 千伏特;用 1 微米製程加

上 LDD 及 Silicide 技術來製造的元件,其 ESD 耐壓度僅約

1 千伏特左右而已。由此可知,就算元件的尺寸大小不變

,因製程的先進,元件的 ESD 防護能力亦大幅地滑落;就

算把元件的尺寸加大,其 ESD 耐壓度不見得成正比地被提

昇,元件尺寸增大相對地所佔的佈局面積也被增大,整個

晶片大小也會被增大,其對靜電放電的承受能力卻反而嚴

重地下降,許多深次微米 CMOS 積體電路產品都面臨了這

個棘手的問題。但是,CMOS 積體電路對靜電放電防護能

力的規格確沒有變化,積體電路產品的 ESD 規格如表 1-2

所示。

表 1-2 積體電路產品的 ESD 規格
  人體放電模式
(Human-Body
Model)
機器放電模式
(Machine
Model)
元件充電模式
(Charged-Device
Model)
Okey 2000V 200V 1000V
Safe 4000V 400V 1500V
Super 10000V 1000V 2000V

  因此,在這個網站裡,我們將教導您有關積體電路的

ESD知識,並介紹積體電路的 ESD 規格標準以及積體電路

產品的ESD測試方法;再來,我們將教導您有關積體電路

的各種ESD防護設計,其相關技術含括製程 (Process)、元

件(Device)、電路 (Circuits) 、系統 (Systems) 、以及測量

(Measurement) 。這些相關技術的介紹及設計實例的說明,

必能協助您解決貴公司積體電路產品所遭遇到的 ESD問題

。 


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发表评论 评论 (1 个评论)

回复 wontall 2009-1-31 22:46
Nice。不过貌似国立新竹清华大学网站上的····

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