在TSMC N12FFC工艺，为什么增加了跨域的power clamp就不需要信号的CDM保护了?

zhangyang370281

TSMC N12的ESD rule对于跨电压域接口的信号ESD 保护：
两个电压域VDDA和VSSA；VDDB和VSSB，且每个电压域都有各自的power ESD clamp,

两个电压域间有信号交互（比如A域输出到B域）
如果两个电压域之间存在cross domain power clamp (VDDA和VSSB且VDDB和VSSA)，则跨域的信号无需增加信号的CDM保护电路（信号的线的ESD电阻和二级ESD电路（GCNMOS或diode_up/down二极管））（CDM ESD peak current 5A）
上述ESD rule怎么理解，为什么增加了跨域的power clamp就不需要信号的CDM保护了

真我个性

power clamp是指power, 跨域的信号是指signal，signal之间可以加level shifter/isolation cell。那什么是跨域的信号无需增加信号的CDM保护电路？

ksj116

因为信号口的CDM 风险被跨电压域给释放掉了。你想想，原本VSSB 的CDM 风险是不是可以通过VDDA/VSSB的clamp给泄放掉了。目前无论哪个地方的衬底电荷都可以通过clamp释放掉了。

zhangyang370281

真我个性 发表于 2021-4-25 19:44
power clamp是指power, 跨域的信号是指signal，signal之间可以加level shifter/isolation cell。那什么是跨 ...

首先不是所有的跨域信号都得加level_shift或者iso cell，比如两个同电压的不同电压域，其次即使增加了level_shift或iso单元也需要做信号的CDM  ESD 保护，好多level shift单元本身做了CDM保护的

zhangyang370281

ksj116 发表于 2021-4-25 22:48
因为信号口的CDM 风险被跨电压域给释放掉了。你想想，原本VSSB 的CDM 风险是不是可以通过VDDA/VSSB的clamp ...

我记得CDM ESD特点是放电电流大，放电时间短，当发生CDM ESD时，power clamp来不及反应的，这也是power clamp能够很好的预防HBM和MM，但是对CDM预防效果较差的原因，不知道我理解的对不对？

ksj116

zhangyang370281 发表于 2021-4-26 12:49
我记得CDM ESD特点是放电电流大，放电时间短，当发生CDM ESD时，power clamp来不及反应的，这也是power c ...

你说的没错。但是CDM 泄放电荷还是看路径阻抗的，哪个地方阻抗低，阻抗小，它就走那边。signal inteface处，只要处理好了（比如连线用高层，b2b gnd用低于信号层的金属连接强，B2b阻抗低），是可以不加CDM cell的。但一般都是需要加上的，因为随着chip面积的增大，工艺越来越小，cdm防护越来越难。

猴子砍树

ksj116 发表于 2021-4-27 07:44
你说的没错。但是CDM 泄放电荷还是看路径阻抗的，哪个地方阻抗低，阻抗小，它就走那边。signal inteface ...

时间很短的情况下，电流还是寻找阻抗最低的路径走吗？

zhangyang370281

ksj116 发表于 2021-4-27 07:44
你说的没错。但是CDM 泄放电荷还是看路径阻抗的，哪个地方阻抗低，阻抗小，它就走那边。signal inteface ...

时间很短的情况下，跨域的power clamp未必能及时导通（此时power clamp是关闭的，电阻很大），CDM 电流即使走电阻最小的路径肯定不是跨域的power clamp路径，所以我觉得你的解释不能完全说明问题

ksj116

zhangyang370281 发表于 2021-4-27 18:15
时间很短的情况下，跨域的power clamp未必能及时导通（此时power clamp是关闭的，电阻很大），CDM 电流即 ...

那请问下，power clamp开启原理是什么，rc 时间常数是什么意义？为什么大家都会默认clamp只适合HBM保护呢？

ksj116

猴子砍树 发表于 2021-4-27 14:28
时间很短的情况下，电流还是寻找阻抗最低的路径走吗？

那请问下，power clamp开启原理是：clamp开启是靠rc时间常数吗？  RC 是什么意义。这个搞清楚了自然就知道为何clamp加好了就可以waive cdm cell了。 但是楼主提的问题也可以进一步确认RX device是不是IO 管，或者信号前后的b2b gnd加的很大，基本等同common gnd，或者两个gnd bonding short都可以认为无须加cdm。