[发明专利]静电释放ESD器件的连续多脉冲瞬态仿真方法

摘要

本发明提出了一种静电释放ESD器件的连续多脉冲瞬态仿真方法，主要解决目前仿真方法精度低和计算复杂的问题。其实现方案是1.在仿真工具中画出ESD器件结构，优化器件网格；2.在器件的阳极和阴极两端加上一系列模拟实际静电放电过程的脉冲电流，进行逐一单脉冲瞬态仿真，获得器件的电压—时间曲线、电流—时间曲线和最高温度—时间曲线；3.处理多个脉冲的电压时间—曲线和电流—时间曲线，得到器件的回滞曲线，通过曲线得到器件的开启电压、维持电压，泄放电流；依据硅的熔点温度线，处理最高温度—时间曲线，得到二次击穿电流。本发明操作简单，通用性强，仿真精度和效率高，易收敛，可用于静电释放ESD器件的保护效果评估。

主权项

一种静电释放ESD器件的连续多脉冲瞬态仿真方法，是通过仿真获取ESD器件的电气参数开启电压V0，维持电压V1，泄放电流I0，二次击穿电流I1，其仿真步骤包括如下：(1)按照器件的尺寸和掺杂要求在Senturous仿真器中画出需要仿真验证的器件结构，正确连接好电极；(2)在Senturous软件中的mesh仿真工具中对画出的器件结构设定网格优化初始值，由仿真工具自动优化器件的网格大小，并重复多次直到仿真计算能收敛为止，得到可用于瞬态仿真的器件；(3)在优化完后器件的阳极和阴极两端加上瞬态电流脉冲，各个脉冲电流大小Ii依据器件的开启电流和泄放电流以及二次击穿电流的大小设定，i＝1、2、3……n，n表示总的脉冲电流个数；(4)对加有n个瞬态电流脉冲的器件进行瞬态仿真，获得阳极的n条电压—时间曲线C_Vti＝V‑t1、V‑t2…V‑ti…V‑tn，n条电流—时间曲线C_Iti＝I‑t1、I‑t2…I‑ti…I‑tn，n条最高温度—时间曲线C_Tti＝Tmax‑t1、Tmax‑t2…Tmax‑ti…Tmax‑tn；(5)通过仿真器分别自动选取电压—时间曲线C_Vti上的电压值和电流—时间曲线C_Iti上的电流值，组成n组的电流—电压数据点Gi＝G1、G2…Gi…Gn，再将每组数据点Gi的电流—电压绘制到坐标轴上，得到每一个单脉冲对应的回滞曲线C_Si＝I1‑V1、I2‑V2…Ii‑Vi…In‑Vn；(6)在电压—时间曲线C_Vti和电流—时间曲线C_Iti选取55％～85％时间段上的电压值和电流值，分别求得各条电压—时间曲线上的平均电压值和各条电流—时间曲线上的平均电流值(7)将步骤6得到的平均电流和平均电压以数据点：依次绘制到坐标图上，得到连续多脉冲瞬态仿真回滞曲线S，通过S曲线求得开启电压V0，维持电压V1，泄放电流I0；(8)将步骤4得到的每个脉冲的最高温度—时间曲线C_Tti绘制到一起，并在图上标出硅的熔点温度线T‑Si，找出最接近熔点温度线T‑Si的最高温度—时间曲线Tmax‑t，这条曲线对应仿真所加的脉冲电流值大小判定为最终的二次击穿电流I1。