高温对MOSFET ESD防护器件维持特性的影响

作者：李明珠; 蔡小五; 曾传滨; 李晓静; 李多力; 倪涛; 王娟娟; 韩郑生; 赵发展

来源：Acta Physica Sinica, 2022, 71(12): 495-502.

DOI：10.7498/aps.71.20220172

• 静电放电
• 金属-氧化物-半导体场效应晶体管
• 维持电压
• 高温

静电放电(electro-static discharge, ESD)防护结构的维持电压是决定器件抗闩锁性能的关键参数,但ESD器件参数的热致变化使得防护器件在高温环境中有闩锁风险.本文研究了ESD防护结构N沟道金属-氧化物-半导体(N-channel metal oxide semiconductor, NMOS)在30—195℃的工作温度下的维持特性.研究基于0.18μm部分耗尽绝缘体上硅工艺下制备的NMOS器件展开.在不同的工作温度下,使用传输线脉冲测试系统测试器件的ESD特性.实验结果表明,随着温度的升高,器件的维持电压降低.通过半导体工艺及器件模拟工具进行二维建模及仿真,提取并分析不同温度下器件的电势、电流密度、静电场、载流子注入浓度等物理参数的分布差异.通过研究以上影响维持电压的关键参数随温度的变化规律,对维持电压温度特性的内在作用机制进行了详细讨论,并提出了改善维持电压温度特性的方法.

• 单位
  中国科学院大学; 中国科学院微电子研究所