ESD应力下改进型SCR器件设计与漏电特性优化

摘要

为探讨片上集成电路静电放电防护的易闩锁与漏电软失效问题,设计了一种内嵌MOS结构的N跨桥可控硅器件.传输线脉冲测试结果表明:与传统N跨桥改进型可控硅相比,该器件的电压回滞幅度减小了约28.6%.然而,当作用于该器件的瞬态电流从2.0A增大到3.2A时,漏电流从2.8×10^(-7) A逐渐退化至1.7×10^(-5) A,器件较易发生软失效.借助TCAD技术,仿真结果表明:在10-4 A的静电脉冲应力作用下,该器件内部晶格温度高达1 160.5K.通过优化内嵌MOS结构的N跨桥可控硅器件的版图及其金属布线,削弱器件内部的功率密度聚集效应,可使器件在相同电应力下漏电流稳定在10^(-9) A量级.因此,该版图优化方法可有效地抑制器件的局部过热,提高片上集成电路的静电放电防护方案的热稳定性.