導(dǎo)語(yǔ)：LDMOS是功率IC的常用器件，它作為片上靜電防護(hù)器件使用時(shí)，與低壓MOSFET一樣存在靜電泄放電流非均勻分布的問(wèn)題。該問(wèn)題是LDMOS器件靜電魯棒性提高的主要障礙。湖南靜芯微電子技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的BSDOT器件，在相同面積下將LDMOS的靜電防護(hù)潛能提高一倍。

正文：

高壓功率集成電路是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要分支，在汽車(chē)電子、電源管理、高壓驅(qū)動(dòng)、航天航空、武器裝備里有著廣泛的應(yīng)用。LDMOS是功率IC常用的片上靜電自防護(hù)器件，其內(nèi)部存在靜電泄放電流非均勻分布的問(wèn)題。我司開(kāi)發(fā)采用的BSDOT結(jié)構(gòu)，通過(guò)TCAD仿真和流片測(cè)試驗(yàn)證，有效將原始LDMOS器件的靜電防護(hù)能力提高一倍以上，達(dá)到片上8kV HBM 設(shè)計(jì)目標(biāo)。

1. 普通LDMOS器件結(jié)構(gòu)

如圖1所示為普通GG-nLDMOS的剖面圖，其工作原理是利用器件體內(nèi)的寄生三極管工作，泄放靜電流。圖2為普通GG-nLDMOS多叉指器件版圖實(shí)現(xiàn)示意圖。

圖1 普通GG-nLDMOS的剖面圖

圖2 普通GG-nLDMOS多叉指器件版圖示意圖

2. 我司開(kāi)發(fā)的BSDOT器件結(jié)構(gòu)

如圖3所示為我司開(kāi)發(fā)的BSDOT器件剖面圖，其工作原理是同普通LDMOS，通過(guò)改進(jìn)源漏極布局形式，源漏極分段長(zhǎng)度優(yōu)化，改變泄放路徑電阻，提高器件靜電泄放潛能。圖4為改進(jìn)后BSDOT器件版圖實(shí)現(xiàn)示意圖。

圖3 我司開(kāi)發(fā)的BSDOT器件剖面圖

圖4 改進(jìn)后BSDOT器件版圖示意圖

3. 普通LDMOS與BSDOT的對(duì)比

如圖5、6所示為普通LDMOS與我司BSDOT的測(cè)試曲線(xiàn)對(duì)比，我司BSDOT器件在不增加版圖實(shí)現(xiàn)面積且器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易行的前提下，有效將多叉指LDMOS器件的靜電防護(hù)能力提高一倍，實(shí)現(xiàn)了4kV、8kV BSDOT器件。

圖5 普通高壓LDMOS器件TLP測(cè)試曲線(xiàn)

圖6 我司BSDOT器件TLP測(cè)試曲線(xiàn)

湖南靜芯微電子技術(shù)有限公司經(jīng)過(guò)五年的工作積累，從器件結(jié)構(gòu)、觸發(fā)方式、版圖形式多個(gè)角度對(duì)LDMOS器件進(jìn)行專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)成功系列5kV/8kV/15kV的高壓片上靜電器件，解決了單指、多叉指LDMOS器件的電流非均勻性問(wèn)題。直接選用本公司靜電器件或委托定制設(shè)計(jì)，可提升客戶(hù)功率IC的靜電可靠性。