sibsutisВестник СибГУТИThe Herald of the Siberian State University of Telecommunications and Information Science1998-6920СибГУТИsibsutis-509Research ArticleСтатьиРазработка электростатической защиты элементов ввода-вывода интегральных микросхем, выполненных по субмикронной высоковольтной КМОП технологииElectrostatic discharge protection of input/output pads of sub-micron high-voltage CMOS integrated circuitsКарповичМ. С.KarpovichM. S.karpovich@sib-is.ruЛысьВ. Д.LysV. D.lys@sib-is.ruООО «СибИС»РоссияSibIS LLCRussian Federation201526102022035565Copyright © Карпович М.С., Лысь В.Д., 20222022Карпович М.С., Лысь В.Д.Karpovich M.S., Lys V.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibsutis.ru/jour/article/view/509

Рассмотрен базовый принцип защиты интегральных микросхем (ИМС) от воздействия электростатического разряда (ЭСР) и основные методы защиты от ЭСР площадок ввода-вывода ИМС, выполненных по субмикронным КМОП технологиям. Для использования в высоковольтной КМОП технологии ИМС представлены схемы защиты от ЭСР, созданные на основе комбинаций различных схем для аналоговых и цифровых, входных и выходных площадок, а также для площадок питания и земли. Рассмотрены варианты комплексной ЭСР защиты всего кристалла ИМС. Изложены основные принципы проектирования топологии защитных элементов в составе площадки ввода-вывода высоковольтных ИМС. Предложена эквивалентная схема двухкаскадной двунаправленной защиты для моделирования воздействия электростатического разряда. Проведено моделирование ЭСР защиты двунаправленной площадки ввода-вывода, выполненной по субмикронной высоковольтной КМОП технологии. Полученные при моделировании результаты удовлетворяют требованиям по электростатической защите до 2 кВ.

Approaches to protect sub-micron high-voltage (HV) CMOS integrated circuits (IC) and their input-output IC pads (I/O pads) against electrostatic discharge (ESR) are analyzed. Basic design principles for HV CMOS I/O pad layout are proposed. A simulation of ECR protection effects for HV CMOS I/O pads is performed. The results obtained in the simulation meet 2 kV requirements for ESR protection of HV CMOS IC devices.

электростатический разрядЭСРплощадки ввода-выводалатеральный биполярный транзисторintegrated circuitelectrostatic dischargeESDlateral bipolar transistorReferencesВолков С., Ефишин А., Морозов С., Соколов С. Проблема электростатического разряда и современные методы защиты интегральных схем от него. Часть 1. // CHIP INFO. URL: http://www.chipinfo.ru/literature/chipnews/200307/8.html (дата обращения: 19.10.2014).Волков С., Ефишин А., Морозов С., Соколов С. Проблема электростатического разряда и современные методы защиты интегральных схем от него. Часть 1. // CHIP INFO. URL: http://www.chipinfo.ru/literature/chipnews/200307/8.html (дата обращения: 19.10.2014).Ajith Amerasekera, Charvaka Duvvury ESD in Silicon Integrated Circuits, 2nd Edition // John Wiley & Sons, 2002, 421 p.Ajith Amerasekera, Charvaka Duvvury ESD in Silicon Integrated Circuits, 2nd Edition // John Wiley & Sons, 2002, 421 p.Строгонов А., Горлов М. Воздействие электростатических разрядов на интегральные схемы // Компоненты и технологии, 2008, №3, с. 188-192.Строгонов А., Горлов М. Воздействие электростатических разрядов на интегральные схемы // Компоненты и технологии, 2008, №3, с. 188-192.Строгонов А., Козьяков Н. Проектирование КМОП ИС с защитой от ЭСР в САПР TannerPro // Компоненты и технологии, 2008, №2, с. 126-130.Строгонов А., Козьяков Н. Проектирование КМОП ИС с защитой от ЭСР в САПР TannerPro // Компоненты и технологии, 2008, №2, с. 126-130.Карпович М.С., Лебедев Ю.П. Особенности проектирования топологии дифференциальных пар и токовых зеркал базовых сложно функциональных блоков субмикронных интегральных микросхем типа «система-на-кристалле» // Вестник СибГУТИ, 2012, №3, с.40-49.Карпович М.С., Лебедев Ю.П. Особенности проектирования топологии дифференциальных пар и токовых зеркал базовых сложно функциональных блоков субмикронных интегральных микросхем типа «система-на-кристалле» // Вестник СибГУТИ, 2012, №3, с.40-49.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.