Modelování a návrh ESD ochran v integrovaných obvodech

Abstract

Disertační práce představuje nové polovodičové struktury, které lze použít jako elektrostatické ochrany v integrovaných obvodech. Základem pro návrh zmíněných struktur se stala horizontální čtyřvrstvá tyristorová struktura, která byla dále modifikována tak, aby umožňovala variabilitu spouštěcího a udržovacího napětí v závislosti na rozměrech masky. Na základě výsledků z modelování byly vyrobeny vzorky těchto struktur a jejich vlastnosti byly ověřeny měřením. Dále byly Další navrženou ochranou byl systém s bipolárním tranzistorem jako spínačem elektrostatické ochrany. Tento přístup byl simulován a ověřován na vyrobených vzorcích. Výhody a nevýhody představených ochran jsou v práci rozebrány.The thesis introduces new semiconductor structures that are used as protections against Electrostatic Discharge occuring in integrated circuits. The fundamental structure for modeling and simulation has been lateral Silicon Controlled Rectifier. This SCR structure has been modificated to enable tuning of the triggering and holding voltages by changing geometrical mask dimensions. On the base of modeling and simulation the new proposed structures have been published. Also several protection structures have been designed to be manufactured and measured on a testchip. The final electrical behavior has been verified by measurement. Finally, the focus has been aided to protection circuit with bipolar transistor. This approach has been also simulated and verified by measurement. Advantages and disadvantages of the proposed protection structures are commented in the thesis.