[求助]上电后异常电流问题

moonguard1

小弟近日用BCD0.18um工艺设计了一颗驱动芯片。输入24V，里面低压部分电路使用了5V的CMOS，高压部分大部分都是30V的DEMOS和LDMOS。内有一颗24V到5V的LDO，并输出接到一个2uF的到地电容。我在测试pcb上放了两颗一模一样的芯片，输入24V短接，两个LDO输出各自分开，并未加任何负载。观察现象如下：
1. 输入电压从0慢慢上升到5.5V左右，输入端电流突然从0左右上升到110mA；并且继续上升电压，这个电流维持不变。理想的话这个不该出现这么大的电流，因为此时并没有很多电路启动。同时，两颗芯片一个的LDO输出电压为3.8V；另一个输出为1.1V左右；继续上升输入电压，LDO电压维持不变；
2. 如果我把输入电压直接断开，然后再接上，相当于输入电压从0V突变到5.5V，LDO电压输出全部变为1.1V。附上波形。

输入上电时，LDO掉下来

3. 我试过不同的芯片，大致和这个描述类似。在做第一项，缓慢上电时，有时候LDO输出读出来是1.1V有时候是3.9V左右。在做第二项时，更多时读出来LDO输出都是1.1V。


4. 我断开输入电压，直接在LDO输出口灌入电压源。从0V缓慢上升到5V。但是刚刚过4.2V时，电流突然窜到500mA。我在仿真时试过从0V到5V都没有电流出现。

因此我怀疑芯片中存在的问题：
1. 至少有Latchup的问题；
2. 有可能LDO的layout中有寄生的二极管，形成了低阻的电流通路，因此我缓慢上升电压，也会形成100mA的电流。
3. 有可能在做第一项的时候击穿了哪个管子，也因此造成了电流通路。

还请各位不吝赐教！小弟第一次使用这个工艺，此工艺也不是很成熟，tool支持很差。当时设计时也是很忐忑，尽管跑仿真没有发现到什么问题，不过也许是我漏掉了一些设置。

谢谢大家，祝大家周末愉快！我这边一旦有什么更新，会告诉大家。

ksg12

一方面做下LATCHUP测试，确认下问题所在区域，好针对性分析。另一方面，排查下版图，鉴于BCD工艺版图的复杂性，特别是LDMOS，需重点分析。

moonguard1

回复 2# ksg12

谢谢宝贵建议！现在送去照红外了。应该会有latchup的问题。但是缓慢上升电压输入电压也会看到大电流。我想问下，如果5V的管子，理论上什么VGS，VDS，VDB 等都应该在5V以内，如果这些电压超过这个5V，会出现具体什么问题？大电流还是什么？

moonguard1

和大家更新一下。
热成像图显示在上电起步阶段，电路在数字RTL layout部分出现了4个热点，而且基本位于长方形layout的四个角附近。有大有小。目前还在检查数字layout的问题。但是目前看layout，也没看到什么具体的问题。所有的流程都是标准化的，就是最后foundry看数字layout还有点空隙，所以加了点filling。途中内部的黑色框是数字layout形状，四角上有四个大小不等的热点。在外圈有p-guard ring 接到地；在外面有层dnw，并且有n-guard ring接到1.8V；在最外面又有p-guard ring接到地。

数字layout和hotspots

谢谢关注！

15607328934

moonguard1 发表于 2018-2-9 16:30
和大家更新一下。
热成像图显示在上电起步阶段，电路在数字RTL layout部分出现了4个热点，而且基本位于长方 ...

为什么不把最外面的Nwell(P-N-P ring)也接地呢，这样假如里面有个N为负时就不会形成NPN寄生三级管从电源拉电了