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第1章 绪论 1

1.1 ESD现象 1

1.2 ESD对芯片的威胁 2

1.3 ESD防护种类 3

1.4 ESD防护研究发展和现状 5

参考文献 7

第2章 ESD测试标准和方法 9

2.1概述 9

2.2 ESD主要模型及其测试方法 9

2.2.1人体模型 9

2.2.2机器模型 12

2.2.3充电器件模型 13

2.2.4 IEC模型 14

2.2.5人体金属模型 16

2.3 TLP测试标准和方法 17

参考文献 20

第3章 ESD防护原理 22

3.1 ESD的防护和评估 22

3.2器件级ESD防护方法 24

3.3电路级ESD防护方法 35

3.4系统级和板级ESD防护方法 41

参考文献 43

第4章 纳米集成电路ESD防护设计和实例分析 44

4.1概述 44

4.2纳米集成电路ESD可靠性 46

4.3纳米集成电路ESD防护目标 51

4.4纳米集成电路ESD防护方法和实例 54

4.5纳米集成电路ESD防护设计的版图优化 64

参考文献 67

第5章 射频集成电路ESD防护设计和实例分析 70

5.1概述 70

5.2射频集成电路ESD防护器件的评估方法 74

5.3射频ESD防护器件的评估和优化 78

5.3.1二极管的评估和优化 78

5.3.2 GGNMOS器件评估 81

5.3.3 SCR器件的评估和优化 82

5.3.4 ESD器件综合性能对比 85

5.4射频电路-ESD协同设计 88

5.5射频集成电路ESD防护案例 92

参考文献 95

第6章 高压功率集成电路ESD防护设计和实例分析 99

6.1概述 99

6.1.1高压ESD的防护目标 100

6.1.2高压ESD防护方案 101

6.2高压BCD工艺ESD自防护设计 102

6.2.1高压nLDMOS的自防护设计 103

6.2.2高压nLDMOS的ESD防护特性 104

6.2.3体扩展技术和版图布置 106

6.2.4体扩展技术的ESD特性 107

6.3高压BCD工艺ESD外防护设计 109

6.3.1 nLDMOS防护设计 109

6.3.2 LDMOS-SCR防护器件 112

6.3.3 nLDMOS-SCR的ESD防护特性 113

6.3.4高维持电压技术 118

参考文献 122

第7章 CDM及HMM的防护方法和实例分析 125

7.1 CDM的防护方法 125

7.1.1用于评估CDM的VFTLP方法 126

7.1.2用于评估CDM的VFTLP_VT方法 127

7.2 CDM的ESD防护实例分析 128

7.3 HMM的ESD防护方法 135

7.4 HMM的ESD防护实例分析 135

参考文献 140

第8章 ESD防护器件设计的TCAD工具及其仿真流程 142

8.1工艺和器件TCAD仿真软件的发展历程 142

8.2工艺和器件仿真的基本流程 143

8.3 TSUPREM-4/MEDICI的仿真示例 146

8.3.1半导体工艺仿真流程 146

8.3.2从工艺仿真向器件仿真的过渡流程 149

8.3.3半导体器件仿真流程 151

8.4 ESD防护器件设计要求及其TCAD辅助设计方法 155

8.5利用瞬态仿真对ESD防护器件综合性能的评估 157

8.5.1 TCAD评估基本设置 158

8.5.2敏捷性评估 158

8.5.3鲁棒性评估 159

8.5.4有效性评估 161

8.5.5透明性评估 162

8.5.6 ESD总体评估 163

参考文献 164

第9章 ESD防护器件仿真中的关键问题 166

9.1 ESD仿真中的物理模型选择 166

9.2热边界条件的设定 170

9.3 ESD器件仿真中收敛性问题解决方案 172

9.4模型参数对关键性能参数仿真结果的影响 177

9.5二次击穿电流的仿真 181

9.5.1现有方法的局限性 181

9.5.2单脉冲TLP波形瞬态仿真方法介绍 182

9.5.3多脉冲TLP波形仿真介绍 183

参考文献 187

第10章 纳米线器件的ESD应力特性 188

10.1简介 188

10.2多晶硅纳米线薄膜晶体管的ESD性能 188

10.2.1器件结构和DC特性 188

10.2.2 ESD性能一览 190

10.2.3纳米线尺寸效应 191

10.2.4等离子体处理的影响 193

10.2.5版图优化 193

10.3全环栅硅纳米线场效应晶体管的ESD性能 194

10.3.1器件结构和直流性能 194

10.3.2 ESD的性能评估 195

10.3.3栅长的影响 196

10.3.4通道数目的影响 198

10.3.5失效分析 199

10.4 CMOS、FinFET和纳米线的ESD性能比较 202

10.4.1环栅硅纳米线管和多晶硅纳米线薄膜管的比较 202

10.4.2环栅硅纳米线管、FinFET和二维MOS管的比较 203

10.5总结 205

参考文献 206

第11章 总结和展望 209

英文缩写对照表 213