[发明专利]静电放电保护装置中静电放电击穿电流的建模方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有在2007年12月26日递交的韩国专利申请第10-2007-0137245号的优先权，其通过参考将其全部内容合并于本申请中。

技术领域

本申请涉及一种静电放电(ESD)保护装置的ESD电压阻力型电流的建模方法。

背景技术

如果用于通信装置的电子元件暴露于ESD现象中，那么其内部电路会在运行时被损坏或者变得不稳定。ESD现象是指，当电子装置接触到可以转移电荷的物体时静电放电，对其内部电路产生影响。例如，当人体接触天线或者通信装置的外部连接部分时，就可能发生ESD现象。

为了保护内部电路，使其免于遭受ESD现象，电子电路都设置有ESD保护装置。该ESD保护装置可以包含二极管，并采用半导体制造工艺形成。

图1为示出了ESD保护装置的结构平面图。图2为示出了ESD电流特性作为施加于ESD保护装置的电压的函数的图表。

图1的ESD保护装置10是包括N-型扩散层11、结层12、P-型扩散层13和接触电极14的二极管。N-型扩散层11用作阳极，以及P-型扩散层13用作阴极。

对于长度“a”为30μm，和宽度“b”为10μm的ESD保护装置10的阳极(即，N-型扩散层)11而言，图2示出了特定制造工艺条件下的ESD电流与电压之间的函数关系。

在图2中，y轴(纵轴)以安培(A)表示在不同电压处通过ESD装置的电流。第一x轴(横轴，位于图表下方)表示施加于二极管的电压V，第二x轴(位于图表上方)表示在对数刻度(logarithmic scale)上通过ESD装置的电流。

在图2中，测量线c表示基于施加于二极管的电压的阳极11的电流，测量线d表示基于施加于二极管的电压的泄露电流量。

参见图2，测量线c和测量线d无限增长而超出测量范围(例如高于点e)。位于点e处的ESD电流约为126mA，这意味着二极管在点e处开始击穿。因此，在ESD装置可以耐受的电压(例如“耐受电压”(withstandingvoltage))处的上述ESD电流(例如在点e处)可以被认为是击穿电流。

基于此测量结果，可以使用下述的等式1计算位于ESD保护装置10中的二极管11(即N-型扩散层)的单位周长：

每阳极单位周长的ESD击穿电流＝I_esd÷阳极的周长        (等式1)

其中I_esd表示在耐受电压处的ESD电流，并且阳极的周长为(a+b)×2(其中a和b如图1所示)

因此，如果ESD击穿电流(即在耐受电压处)为126mA，并且阳极11的周长为80μm，因此每阳极单位周长的ESD击穿电流为1.575mA/μm。

由于经计算出的ESD击穿电流取决于阳极周长的一阶函数(first orderfunction)，因此不能精确表达ESD击穿电流特性与二极管面积的线性关系。所以，其准确度可以提高。

例如，如果将多个二极管组合在一起并作为一个二极管使用，它们和一个与所述多个二极管具有相同阳极面积的二极管具有相同的ESD击穿电流特性。然而，使用一阶函数所计算出的用于等式1中的周长的ESD击穿电流具有不同的结果。也就是说，如果两个二极管所具有的面积相同而周长不同，或者所具有的周长相同而面积不同，则很难标准化(normalize)ESD击穿电流特性。有鉴于此，当设计ESD保护装置时，通常所设计的大于实际所需要的，以顾及ESD击穿电流中的误差。这样降低了设计的面积功效。

发明内容

本发明公开的实施例提供一种ESD保护装置ESD击穿电流的建模方法，其中所述建模方法明确定义了ESD击穿电流特性关于ESD装置(如二极管)的面积和周长的线性关系，而未使用现有技术的单独依赖一阶函数(如阳极周长)的建模方法。

实施例还提供了一种ESD保护装置的ESD击穿电流的建模方法，其中即使当不同的ESD装置(如二极管)具有相同面积和不同周长，或者具有相同周长和不同面积时，所述建模方法也可以标准化ESD击穿电流特性。

一方面，一种ESD保护装置的ESD击穿电流的建模方法包括：定义一个基于所述ESD保护装置的周长的第一比例常数(proportional constant)和一个基于所述ESD保护装置的面积的第二比例常数；以及通过对两个ESD保护装置的周长和面积进行取样，导出对偶(dual)一阶等式。