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楼主: IC_Spark

[讨论] GGNMOS SAB讨论分析

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发表于 2023-10-27 11:22:22 | 显示全部楼层


zhangyp 发表于 2023-10-27 11:00
哦,我这个电路结构是opendrain的结构,也就是这个端口可能会有高于VDD电源电压的可能性,实际上也确实会有 ...


是的,二极管的反向击穿电压高,泄流能力差,单二极管不能做ESD防护
发表于 2023-10-27 11:26:49 | 显示全部楼层


沐风彡 发表于 2023-10-27 11:22
是的,二极管的反向击穿电压高,泄流能力差,单二极管不能做ESD防护


非常感谢解答,那我外面就做一颗GGNMOS来防护ESD了;

不过我好似在不少设计中看到,很多人在做次级防护的时候,就做了一颗二极管,仅一颗对地的方向二极管,那么这样说很多人还不知道这个二极管的防护压根没有MOS管好,因为我看过不少有的人就是这么做的
发表于 2023-10-27 13:46:51 | 显示全部楼层


zhangyp 发表于 2023-10-27 11:26
非常感谢解答,那我外面就做一颗GGNMOS来防护ESD了;

不过我好似在不少设计中看到,很多人在做次级防护 ...


你说的这个二级防护的diode是拿来防护CDM的,因为CDM是给sub充电,然后sub对pad放电。而我们拿来做HBM防护的GGNMOS面积很大,面对CDM这种快速放电的情况不能及时开启,所以要加一个小的diode
发表于 2023-12-2 21:04:49 | 显示全部楼层
各位大佬,我按照大家的建议,在G和D之间加上了足够长的SAB层,SAB层已经搭到了Gate上面并覆盖了Gate有0.2um了,可是现在出来的结果比之前没有加SAB的层次的ESD效果要好些,但是似乎也不是特别好,只是现在可以耐得住500V, 但是在1000V的情况下,该管脚对GND+有1000V能PASS,但是1500V就FAIL了,而对VDD+(注意这个管脚没有对VDD的ESD保护)都仅有500V能PASS,但1000V就FAIL;我该怎么办啊?
发表于 2023-12-3 15:24:19 | 显示全部楼层


zhangyp 发表于 2023-12-2 21:04
各位大佬,我按照大家的建议,在G和D之间加上了足够长的SAB层,SAB层已经搭到了Gate上面并覆盖了Gate有0.2u ...


是不是本身器件的开启均匀性很差啊,有单独测过TLP曲线么?
 楼主| 发表于 2023-12-4 10:03:39 | 显示全部楼层


zhangyp 发表于 2023-9-15 07:17
大佬们,能帮忙分析一下我这个ESD么,我这个功率管NMOS,最近也发生了很多击穿的事故,击穿后电流很大,漏 ...


个人认为这个可能是矩阵本身排列问题,矩阵最中间位置的NMOS管寄生NPN的base电阻应该是最大的,所以在HBM的时候会最先触发,然后进入snapback,导致电流集中效应比较强;drain拉开较大所以drain to gate 散热较好,但是source端热集中烧坏了。如果是这种猜测的失效原因的话,那drain加SAB可能也不会有多大作用

但愿不是,希望流片结果很好
发表于 2023-12-4 11:59:38 | 显示全部楼层


gan_punk 发表于 2023-12-4 10:03
个人认为这个可能是矩阵本身排列问题,矩阵最中间位置的NMOS管寄生NPN的base电阻应该是最大的,所以在HBM ...


流片结果出来了啊,效果还是不太好,只是比之前效果略好一点,也就是一样如果是500V耐压不到,现在是1000V的耐压不到吧,就这样的水平;

我估计还是中间那颗MOS坏了,因为他还是只导通中间的那个,只是我们现在加了SAB之后,可能略微减小点导通的电流,但是电压一高,还是继续会打坏,本质还是只通了中间那个,加SAB层,并没有改变太多本质;
发表于 2023-12-8 19:43:23 | 显示全部楼层


沐风彡 发表于 2023-10-27 13:46
你说的这个二级防护的diode是拿来防护CDM的,因为CDM是给sub充电,然后sub对pad放电。而我们拿来做HBM防 ...


请问一下这个二级防护的diode一般加多大,比如多少um X 多少 um就可以了?(工艺比如55nm)

谢谢

发表于 2024-2-1 14:17:08 | 显示全部楼层


zhangyp 发表于 2023-12-2 21:04
各位大佬,我按照大家的建议,在G和D之间加上了足够长的SAB层,SAB层已经搭到了Gate上面并覆盖了Gate有0.2u ...


对GND 打正,对VDD打正,两个对比,就你这个chip而言,对VDD时就多了一个diode电压。对vdd肯定更worse

另外,sab是有rule的。也就是Drain--Gate的space有要求,fab会提供一个最优值。

具体到你的布局看,最中间的mos,距离pick up ring最远,最先开启泄放esd 电流。但是其他管子没有一起开启,所以
500V、1000V就把这个管子烧了。

你是open drain,工作时会有高于VDD的信号出现。那么这里用的mos和VDD看到的mos应该不一样。需要结合这个mos 的tlp来设计电路。

PS:有esd implant layer吗?
另外,这种大驱动 open drain,也可以不用 sab + esd implant,采用其他方法,可以更小面积做到更好的esd效果。



发表于 2024-2-2 18:47:02 | 显示全部楼层


zhangyp 发表于 2023-12-4 11:59
流片结果出来了啊,效果还是不太好,只是比之前效果略好一点,也就是一样如果是500V耐压不到,现在是1000 ...


我看到你的图片和 SEM 照片,是不是你的功率器件不是一个NMOS 到地的?而是两个串联后的并联到地的结构?因为我看到有两个 gate.
如果是这样的话,你加 SAB 在 drain 有好处,但坏处是通路上电阻大了,你还是两个 gate,导通电阻更大。直接到地的 GGNMOS做 ESD 保护能更好.
我菜鸟一枚,愚见仅探讨一下。
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