为何只有Pmos可以偷ESD-Rule？

ynwnono

在做ESD的layout时，因为面积要求，会偷Pmos的ESD-Rule，减小sab宽度等等；但是Nmos就不会偷；
好像跟Pmos和Nmos的snapback差异有关，但是想不出具体联系了；
求教了！多谢！

ynwnono

好像是P的Esd性能没有N好，N breakdown会比较快，还有那些其他因素或者其他方面考量？

andyjackcao

如图,一般情况下，
Pmos的骤回特性(snapback)不明显，从而可以保证
Vh>Vt1,也就保证了pmos的ESD电流可以均匀的泻放；

相反的是NMOS的骤回特性(snapback)很明显，也就是
Vh<Vt1,也就是NMOS的电流容易不均匀的流动，为了保证
尽量多的NMOS管开启。
在NMOS管的Drain端的salicide block 不能省，也就是Drain
端到PAD的寄生电阻不能省，从而触发其他的NMOS管开启。

Snapback

PS:
之所以PMOS与NMOS的寄生三极管出现这么大的差异，主要
还是beta-NMOS>>beta-PMOS(beta=三极管的电流放大倍数)

dabing

回复 1# ynwnono

pmos是pn节正向导通在泻放esd电流，nmos做的结构都是基于BJT的snapback。具体的可以参考相关的书籍，这里说的都比较片面，还有，你可以将cross section画出来看看就明白了

ynwnono

回复 3# andyjackcao

感谢详细回复，为何不能偷rule已经理解了，是为了均匀开启；
那么为何beta放大倍数会有差，也就是，为何会出现snapback差异的现象？

查到资料说，因为寄生npn的热载流子效应导致，相比pnp，会有更加大的衬底电流，导致发射-基级更加正偏，电流泻放厉害；

不知道大侠们如何理解为何会出现snapback的？

ynwnono

回复 4# dabing

感谢回复，你讲的这个应该是ESD的原理了；NPN是n - pn先反向击穿，然后寄生npn开启泻放；
但是，PNP是pn - p也应该是反向击穿，再pnp开启泻放才对吧；你所说的“pmos是pn节正向导通在泻放esd电流”也不对吧，除非是V对IO抽电才是你说的情况。

andyjackcao

回复 5# ynwnono
这个寄生的三极管与bipolar工艺做出来的三极管有相似的性质；

bipolar工艺出来的三极管,beta_npn>beta_pnp；
其工艺上的因素对这里寄生的三极管同样有效

limenglm

回复 3# andyjackcao


    昨天看《Basic ESD and I/O Design》，也是这么解释的。

whateat

回复  dabing

感谢回复，你讲的这个应该是ESD的原理了；NPN是n - pn先反向击穿，然后寄生npn开启泻放； ...
ynwnono 发表于 2012-12-4 14:51

                               
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Nmos的body/sub 一般是接低的，所以从I/O到VSS有个反向NP结，触发NMOS snapback，如果从VSS到I/O，就是一个正向的PN结；PMOS的body一般是接高的，所以从I/O到VDD是一个正向的PN结，如果从VDD到I/O就是一个反向的NP结，但因为PMOS没有snapback，同时ESD能力不如NMOS，所以这条路径常常通过旁路的Clmap先到gnd后走下拉的NMOS到I/O。


但是具体电路有具体做法，例如高压的P/Nmos都比较大，不需要clamp支持直接走mos也是可以的。还有从I/O到gnd的路径如果有旁路clamp那么一条“I/O->VDD->gnd”的路径会先于需要snapback的nmos开启。

whateat

回到标题的问题，nmos的sab以及dcp距离一是保证寄生的ballast res能够辅助均匀导通，二是sab防止了esd直接打到gate上。

pmos因为没有snapback，所以多叉指均匀没有问题。距离可以缩小，至于有没有sab我要去查一下（记性差了）