102工藝線1.0um工藝技術(shù)esd能力評估研究

1、東南大學(xué)碩士學(xué)位論文102工藝線1.0um工藝技術(shù)ESD能力評估研究姓名：鄭若成申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：軟件工程指導(dǎo)教師：吳金;孫鋒20081230東南大學(xué)碩士學(xué)位論文A b s t r a c tT h ed e s i g no ft h ep a dE S Dp r o t e c t i o ns t m c t u r e s i s a v e r y i m p o r t a n tp a r t o f t h e w

2、 h o l el Cd e s i g n s ．F o rw e l l - e s t a b l i s h e d0 ．8 t o 1 ．5 - m i c r o np r o c e s s e s ，t h ed e s i g no ft h ep a dE S Dp r o t e c t i o n s 伽l c t l I r e si s q u i t em a t u r e ．C o n v e n t

3、i o n a lp r o t e c t i o ns 仃u c m r e si n c l u d eP - N j u n c t i o n s ，f i n g e r - t y p eG G ( g a t e g r o u n d e d ) N M O S t r a n s i s t o ra n df i g n e r - t y p eG G P M O S t r a n s i s t o rc o

4、 m b i n e d s t r u c t u r e s ，a n dG G N M O S t r a n s i s t o r , r e s i s t o ra n d m e t a lf i e l dt r a n s i s t o rc o m b i n e d s t r u c t u r e s ( r e f e r r e dt oa sA F s t r u c t u r e s ) ．H o

5、 w e v e r , c u s t o m e r c o m p l a i n t s a b o u t l o w E S D r o b u s t n e s sh a v eb e e n r e c e i v e df o rs o m eo f t h e1 ．O - m i c r o np r o d u c t se m p l o y i n g t h e a b o v e p r o t e c

6、t i o ns t r u c t u r e s ．T h r o u g h a n a l y s e si t i sf o u n d t h a tt h e f a i l u r e sa r em a i n l y i nc o n n e c t i o nw i t h t h ep r o t e c t i o nc a p a b i l i t yo f t h ep u l l - d o w nG

7、G N M O S t r a n s i s t o r s ，w h i c h i nt u r n i s i n c o n n e c t i o nw i t ht h eb u r n - o u to ft h e d r a i n - s u b s t r a t eP - Nj u n c t i o n s ．T h eg a t eo x i d e f a i l u r eo f t h eG G N

8、M O S t r a n s i s t o r s i s l e s si m p o r t a n t ．T oi n v e s t i g a t e t h ee f f e c to fl a y o u t sa n d p r o c e s sc o n d i t i o n so nE S D r o b u s t n e s s ，t h em o s t c o m m o n l y - u s d

9、E S Dp r o t e c t i o ns t r u c t u r e sh a v eb e e n e m p l o y e do n a p a d t e s tc h i p a n ds o m e p r a c t i c a lp r o d u c t c h i p s ，a n dd i f f e r e n tl a y o u td e s i g n sa n d p r o c e s s

10、c o n d i t i o n sh a v e b e e n u s e d ．T h eE S D S t e s tr e s u l t so ft h e p a dt e s tc h i ps h o wt h a tt h eE S D r o b u s t n e s so ft h ec h i p so n t h ew a f e r c e n t e ri sh i g h e rt h a nt h

11、 a tn e a rt h ee d g e ．I nt h ef o r w a r d t u r n —o n c u r r e n tr e l e a s i n gm o d e ，t h eE S D r o b u s t n e s so ft h et e s ts t r u c t u r e sa r eh i g h e rt h a n5 0 0 0 - Vi nt h eh u m a n b e d

12、 ym o d e ，e x c e p tf o r t h eP - N j u n c t i o ns t r u c t u r e sw h o s e E S Dr o b u s t n e s si so v e r3 0 0 0 - V H o w e v e r , i nt h e r e v e r s e b r e a k d o w n c l l 仃e n tr e l e a s i n g m o

13、d e ．t h eE S D r o b u s t n e s s i so n l y2 0 0 0 - Vf o rf o u r - f i n g e r , t w o —f i n g e ra n ds i n g l e - f i n g e rG G N M O S t r a n s i s t o r s t r u c t u r e s a n dA Fs t r u c t u r e s ．S ot

14、h ep r o t e c t i o ns t r u c t u r e f a i l u r e so c c u r i n t h er e v e r s eb r e a k d o w nm o d e ．T h e E S D r o b u s t n e s so f t h ep r a c t i c a lp r o d u c t c h i p se m p l o y i n g t h ef o

15、u r - f i n g e rG G N M O S t r a n s i s t o rs t r u c t u r e so r A F s t r u c t u r e si so v e r4 0 0 0 - VT h ea b o v et e s t r e s u l t s s h o wt h a t r e l a t i v e l y h i g h E S Dr o b u s t n e s s c

16、 a nb ea c h i e v e d u s i n g t h e s t a n d a r d1 ．0 ·m i c r o np r o c e s s ，b u tE S D r o b u s t n e s s i s i nc o n n e c t i o nw i t ht h el a y o u td e s i g n s ．S ot h ed i s i g nr u l e so f t

17、h eE S Dp r o t e c t i o ns t r u c t u r e ss h o u l db eo p t i m i z e d t od e a lw i t ht h ec u s t o m e r c o m p l a i n t s ．B a s e d o nt h et e s tr u s u l t s ，t h er e a s o n st h a tt h eG G N M O S s

18、 t r u c t u r e se x h i b i th i g h e rE S D r o b u s t n e s st h a nt h eP - N j u n c t i o ns t r u c t u r e sa r ed i s c u s s e d ，t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n t h eg a t el e n g t ho ft h eG G

19、N M O S t r a n s i s t o r sa n dE S D r o b u s t n e s s i s i n v e s t i g a t e d ，t h e e f f e c to f t h ec r i t i c a ld i m e n s i o n s i nt h e p r o t e c t i o ns t n I c t u r e so n E S D r o b u s t n

20、 e s si sa n a l y z e d ，t h em e c h a n i s m s f o r E S D p r o t e c t i o n c a p a b i l i t yi m p r o v e m e n t s b y i n c o r p o r a t i n gE S D i m p l a n t a t i o n sa r es t u d i e d ．，a n da na n a

21、 l y s i sm e a n si sg i v e d t od e t e c tt h ef a i l u r es p o tb y t h eI V c u r v e o f t h e p r o t e c t c i u i r u t ．A n df i n a l l y ,o p t i m i z e dd e s i g n r u l e sf o r t h eE S D p r o t e c

22、t i o ns t r u c t L I r e sa g e p r e s e n t e d ．A n e w G G N M O S p r o t e c t i o ns t r u c t u r e i s d e s c r i b e d ，w h i c h i sr e a l i z e db y e x t e n d i n g t h ed r a i n c o n t a c tm e t a l

23、 t oc o v e r t h e g a t et oi m p r o v e t h eE S D r o b u s t n e s s ．N os i g n i f i c a n t i m p r o v e m e n t sh a v e b e e no b t a i n e d b yv a r y i n gt h ep r o c e s s c o n d i t i o n s ．M o r ew

24、o r ki s o ns c h e d u l e t oi n v e s t i g a t e t h e e f f e c to f t h ep r o c e s sc o n d i t i o n s o nE S D r o b u s t n e s s ．K e y w o r d s ：E S D p r o t e c t i o n s t r u c t u r e s ，m e c h a n i