窄窗LDMOS SCR:设计优化与性能提升分析

PDF格式 | 261KB | 更新于2024-08-26 | 9 浏览量 | 0 下载量 举报
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“窄窗LDMOS SCR(雪崩倍增二极管雪崩二极管保护器件)的设计与分析” 本文主要探讨了一种改进的LDMOS SCR(半导体可控硅),被称为非LDMOS SCR,它是在0.5微米5V/18V/24V CDMOS工艺中实现的。这种新型保护器件旨在提高静电放电(ESD)防护性能,同时优化其关键参数,如二次击穿电流(It2)和触发电压(Vh)。 LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)结构常用于高压功率应用,而SCR(半导体可控硅)则是一种能自我维持导通状态的器件,常用于ESD保护电路。在非LDMOS SCR设计中,通过去除特定的LDMOS结构,可以达到提高器件性能的目的。 理论分析和传输线脉冲(TLP)测试系统被用来预测和表征所提出的ESD保护器件的性能。TLP测试是一种广泛用于评估半导体器件浪涌耐受能力的方法,它可以提供精确的电流-电压特性数据。 根据测量结果,非LDMOS SCR相较于传统的LDMOS SCR,显著提升了二次击穿电流,从3.87A增加到4.64A,这意味着它能承受更大的瞬态电流而不损坏。同时,非LDMOS SCR降低了触发电压,从33V减小到21.4V,这使得器件能更快地响应ESD事件,提高了ESD保护的效率。 此外,文章还讨论了D2和D3(如图1(c)所示)尺寸对保持电压的影响。D2和D3是SCR中的关键组件,它们的尺寸调整直接影响到器件在导通状态下的电压稳定性。通过增加D2的宽度,保持电压从11.7V提升到14.7V,表明这种设计可以更好地控制和稳定保护电路在ESD事件后的状态。 这篇研究论文提供了关于窄窗LDMOS SCR设计的新见解,展示了如何通过优化结构和尺寸来改善ESD保护器件的关键性能参数,这对于高电压功率器件的ESD防护策略具有重要的实践意义。这项工作对于提升半导体设备的可靠性,尤其是在恶劣环境下的运行,有着重要的理论和技术支持。

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