新型5V芯片级ESD防护PMOS多重LVTSCR器件：高保持电压与快速响应

本文是一篇发表在《太赫兹科学与电子信息学报》第12卷第2期的研究论文，标题为“5V芯片级ESD防护的新型PMOS倍增LVTSCR器件”，由江彤全、王阳、黄伟和罗启源等人合作完成，他们来自湖南大学材料、光电子与物理学院以及微电子、光电子与系统集成湖南省工程实验室。 研究主要关注的是提高静电放电（ESD）保护性能，特别是在输入或输出垫片处应对ESD应力的能力。作者采用Silvaco 2D TCAD软件进行仿真，模拟了该新型LVTSCR结构的电气和热特性。与传统的LVTSCR相比，这项创新设计的关键在于将N+扩散区和P+区域在N型阱中的作用进行交换，并引入了一种类似于PMOS的结构。这种结构在LVTSCR开始工作之前就能处理ESD电流，从而增强其性能。 仿真结果显示，新设计的PMOS倍增LVTSCR在保持较高的电压（10.51V）的同时，显著提高了导通速度，仅轻微增加了触发电压。这表明新器件能够在ESD事件发生时提供更强大的保护，同时保持较低的阈值，从而降低对电路的影响。这种改进对于现代电子设备的电磁兼容性和可靠性具有重要意义，尤其是在高频率和高电压应用中，能够有效防止由于ESD引发的潜在故障。整个研究不仅提升了器件的防护性能，也为微电子领域的ESD保护技术开辟了新的路径。