内容介绍
中文摘要：
工业级荧光光纤温度传感器读出电路的I/O引脚需要片上集成高性能静电放电（ESD）保护器件。采用0.18 µm标准BCD工艺制造的基本N型埋层栅控可控硅（NBL-GCSCR）失效等级难以满足需求。因此，基于相同半导体工艺，提出片上集成新型高失效等级深N阱栅控可控硅（DNW-GCSCR）以有效解决上述问题。采用技术计算机辅助设计（TCAD）仿真分析器件特性。可控硅通过传输线脉冲（TLP）进行测试，以获得准确ESD参数。具有纵向双极晶体管（BJT）路径的NBL-GCSCR维持电压（24.03 V）明显高于具有相同尺寸横向可控硅路径的DNW-GCSCR维持电压（5.15 V）。NBL-GCSCR器件的失效电流为1.71 A，DNW-GCSCR器件的失效电流为20.99 A。当DNW-GCSCR栅极尺寸从2 µm增加到6 µm时，维持电压为从3.50 V增加到8.38 V。优化后的DNW-GCSCR（栅极尺寸6 µm）可以稳定应用于目标读出电路的片上静电放电保护。
关键词：
静电击穿；半导体器件可靠性；CMOS工艺
作者：
汪洋1，金湘亮1，杨健1，严峰1，刘煜杰1，彭艳2，罗均2，杨军3 单位： 1湖南师范大学物理与电子科学学院，中国长沙市，4100812上海大学机电工程与自动化学院，中国上海市，2004443西安大略大学工程学院，加拿大安大略省伦敦市，N6A3K7 本文引用格式： Yang WANG, Xiangliang JIN, Jian YANG, Feng YAN, Yujie LIU, Yan PENG, Jun LUO, Jun YANG, 2022. Design and optimization of a gate-controlled dual direction electro-static discharge device for an industry-level fluorescent optical fiber temperature sensor.Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering, 23(1):158-170.https://doi.org/10.1631/FITEE.2000504 |
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