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[求助] 遇到奇怪的latch up现象

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发表于 2016-8-3 10:54:27 | 显示全部楼层 |阅读模式

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在I/O库的测试中发现了latch up现象,testchip当中有I/O cell,power clamp和gournd cell,因为该库是应用1.8V的device工作在3.3V power supply下,所以所有器件都是叠管结构,其中power clamp cell的放电通路是两个叠在一起的NMOS。测latch up的过程中从I/O(此时I/O处于高阻态)的pad端抽负20mA的电流时,power supply上显示电流从0mA跳变到600mA左右,当trigger电流断开时,power supply上的大电流依然存在,现象和latch up现象吻合。EMMI分析结果显示电流产生在clamp cell的叠管NMOS上。现在问题来了,clamp cell的NMOS周围没有传统的能引起latch up的PNPN或者NPNP结构,距离最近的NWELL大概8um多,而且有double GR,如图显示,到底latch up是怎样发生的呢?求大神帮忙
Snap1.gif
发表于 2016-8-3 11:00:45 | 显示全部楼层
顶一个 求高手解答
发表于 2016-8-5 21:39:15 | 显示全部楼层
现在问题来了,clamp cell的NMOS周围没有传统的能引起latch up的PNPN或者NPNP结构,
------PNPN结构是有的,边上的PD和clamp就能形成。
距离最近的NWELL大概8um多,而且有double GR,如图显示,到底latch up是怎样发生的呢?
------ 8um多吗?一点也不多,甚至少极了。我有看多有些paper提到,ESD的电流能跑几十um。
1.8v的管子用在3.3v,感觉很不靠谱。latch up 被触发后,3.3V能使得latch up一直工作。
1. clamp NMOS 看起来没有guardring,对吧?
2. 1.8v 管子的gate抗得住3.3v吗?
感觉layout很槽糕~~
 楼主| 发表于 2016-8-6 12:55:29 | 显示全部楼层
现在问题来了,clamp cell的NMOS周围没有传统的能引起latch up的PNPN或者NPNP结构,
------PNPN结构是有的,边上的PD和clamp就能形成。
~~~~~~EMMI分析PD那边没有亮,看不到电流,亮的只有NMOS
距离最近的NWELL大概8um多,而且有double GR,如图显示,到底latch up是怎样发生的呢?
------ 8um多吗?一点也不多,甚至少极了。我有看多有些paper提到,ESD的电流能跑几十um。
1.8v的管子用在3.3v,感觉很不靠谱。latch up 被触发后,3.3V能使得latch up一直工作。
1. clamp NMOS 看起来没有guardring,对吧?
~~~~~~我们这个有double guardring的,只是图上看不出来
2. 1.8v 管子的gate抗得住3.3v吗?
~~~~~~正常工作的时候gate只有3.3V的一半左右,只有ESD来的时候gate电压会等于电源电压,RC delay完了以后又会回到中间值
感觉layout很槽糕~~
 楼主| 发表于 2016-8-6 15:03:11 | 显示全部楼层
大神别停啊

------ 8um多吗?一点也不多,甚至少极了。我有看多有些paper提到,ESD的电流能跑几十um。
latch up的电流肯定不能和ESD比,8um是经验值了,一般的库大于5um的就没有发生过latch up了
发表于 2016-8-9 12:28:10 | 显示全部楼层
从楼主的layout 看来, 怎么没看到 guard ring . 特别是PMOS 跟 NMOS之间
发表于 2016-8-11 18:01:17 | 显示全部楼层
不是什么牛人,喜欢研究这些东西而已。很多东西是个人理解,没有更多参数,你得明白这一点。1.你说的trigger电流触发了寄生器件,而这个电流跑8um是没有问题的。
2.EMMI显示NPN打开了,3.3v是可以维持NPN打开的。也就是说,不需要PNPN打开。

你可以查查1.8v管子PN结反向击穿电压~~
如果device真要放这么久,建议加强plug的连接~
相互学习~
发表于 2016-8-11 20:42:42 | 显示全部楼层
看不出Double Guard Ring
請Zoom-IN 8.6um 那附近的Layout
发表于 2016-8-15 17:02:16 | 显示全部楼层
可能是N+ guard ring 不够宽吧。加宽一下,可能就能解决问题了。
如果有效的话,记得回复我一下,谢谢!
 楼主| 发表于 2016-8-24 14:40:07 | 显示全部楼层



根据拉扎维的说法,需要一个NPN和PNP共存,其增益还要大于1,才能在trigger后形成latch up。
现在只有NPN,其中P+和一个N+处于0电位,即使抽电流的时候会把衬底P+拉高,开启NPN,可是trigger断开的时候衬底P+理论上应该回落到0电位,因为没有PNP
最后你说加强plug连接是什么意思

另外double guard ring肯定是有的,不过图上看不到而已
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