总有人喜欢用多子少子解释guard ring

fuyibin

发现有不少layout engineer在用多子少子解释guard ring的作用，不知道是哪位老师教的，既玄乎又不直观还不准确。
有两种ring:
ptap, psub pick up，接到地，提供低阻通路，把noise电流泄放掉。
nwell ring，利用反向pn在psub上产生的depletion layer提高噪声耦合路径的电阻，使得噪声衰减。
还有几个问题是用多子少子解释比较牵强的
1. nwell ring真的吸收了电子吗？pn 结反偏，是高阻状态，只有极少的反向漏电流，此外就是反向pn结耗尽层电容，因此nwell ring吸收不了噪声电流。
2. 对于隔离，大家通常会增加space，使两个模块远离，多子少子情况又是什么样呢？
3. 还有一种做隔离的方法， native psub，该区域没有pwell
4. deep nwell ring隔离效果会比nwell ring更好，多子少子和nwell ring 有什么差别？
总结一下，deep nwell ring/nwell ring 效果最好，其次是native pusb 或增加space，ptap

荣耀3C

楼主可以详细的解释一下吗？

ygyg100

发现有不少layout engineer在用多子少子解释guard ring的作用，不知道是哪位老师教的，既玄乎又不直观还不准 ...
fuyibin 发表于 2014-6-18 23:17

                               
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   玄乎？呵呵。

   “ptap, psub pick up，接到地，提供低阻通路，把noise电流泄放掉”——低阻通路是给谁提供的？难道是光子？noise电流难道是家里水龙头里的水分子形成的？


   “nwell ring，利用反向pn在psub上产生的depletion layer提高噪声耦合路径的电阻，使得噪声衰减”——有这方面的作用，但是更主要的是NWELL阻挡了载流子的路径，使大部分载流子不能跑到其他地方去，对于P衬底工艺主要是阻挡了多子空穴和能量小的少子电子，能量大的电子进入nwell被泄放了。


   看问题的角度不同而已。大部分layout工程师都不太懂电路，如果用电路的原理去解释可能很多人不明白。layout工程师可能有一些工艺基础，用载流子去解释会容易理解一些。


    要说直观，用载流子解释也肯定是最直观的，原因很简单，电路工作的本质是电子的运动。

sunshuanghao

顶下,等待高手解答!

zhang209a

那敢问楼主你说的noise电流不就是多子少子的流动吗？

荣耀3C

回复 3# ygyg100


    能否解释一下ptap？

荣耀3C

回复 3# ygyg100


    我觉得应该和nwell的原理差不多吧，并不是提供所谓的低阻通路吧，求解释啊！！

ygyg100

回复  ygyg100


    我觉得应该和nwell的原理差不多吧，并不是提供所谓的低阻通路吧，求解释啊！！
荣耀3C 发表于 2014-6-19 09:59

                               
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    站在电荷的角度看，原理是一样的，但是非要分空穴和电子的话就有区别。多子保护主要是为了吸收乱跑的多子，既然要吸收，那就要给多子提供一个低阻通道，让多子更容易被吸走，所以这样说也是没错的；少子保护是为了吸收少子，道理同吸收多子。但是同时呢，多子保护也能起到阻挡少子的作用，少子保护也能起到阻挡多子的作用。为什么？因为电子总是往最高电位的地方跑，而空穴总是往最低电位的地方跑，当然本质上只有电子在动。
    以P衬底为例，多子保护是P，比如Ptap，少子保护是N，比如Nwell，Ptap接地，Nwell接电源。接地的Ptap可以吸收多子空穴（指那些不希望出现的衬底电流中的空穴），可以排斥少子电子（也是不希望出现的）；接电源的Nwell可以吸收少子电子（不希望出现的），排斥多子空穴（不希望出现的）。保护的原理可以分为两部分来看，一部分的空穴或电子被吸走了，一部分的空穴或电子被挡住了，被吸走是最理想的，不会影响任何电路，吸不走的就被挡住，虽然没有被吸走好，但是至少可以保证不影响其他地方的衬底。Nwell一般比ptap深得多，所以可以起到的阻挡作用比ptap强得多。只要不是大注入或很高的温度，我认为Nwell的阻挡作用比吸收作用更重要，因为毕竟衬底里面起作用的主要还是空穴。

荣耀3C

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   楼主，只用“多子少子”解释guard ring有点片面，但应该和其他方法结合起来，也不能撇开“多子少子”，毕竟噪声的本质还是要追溯到电子的。

荣耀3C

回复 3# ygyg100


   如何说明 “ptap, psub pick up，接到地，提供低阻通路，把noise电流泄放掉”不准确啊？