电子论文-集成电路抗esd设计中的tlp测试技术

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1、电子产品可靠性与环境试验Aug．2003NO．4集成电路抗ESD设计中的TLP测试技术罗宏伟，师谦(1．西安电子科技大学微电子研究所，陕西西安710071；2．信息产业部电子第五研究所，广东广州510610)摘要：介绍了一种研究器件和电路结构在EsD期间新的特性测试方法—一．Il法，该方法不仅可替代舳艇测试，还能帮助电路设计舜详纲地分析器件和结构在ESD过程中的运行机制，有目的地进行器件E∞保护电路的设钎，提高器件的抗ESD水平。，。；关键词：静电放电；传输线脉冲测试技术；人体模型_l中圈分类号：TN4o7蠢文ij睫标识码：A1．TLPTestTechniquesforESD

2、ProtectionDesignLUOHong—wei一．ShiQian(1．MicroelectronicsInstitute，XidianUniversity，Xi’an710071，China；2．CEPREI，Guangzhou510610，China)Abstract：Anewtestmethod，TLItesttechniques，forinvestigatingthecharacteristicofdevicesandstructuresungergoingESDwasintroduced．ThismethodcannotonlysubmittedtheHBMt

3、est，butalsohelpthecircuitengineertoanalyzeindetailtheoperationmechanismofdevicesandstruc—turesduringESD，designtheESDpreventivecirc，andimprovetheESDperformance．Keywords：ESD；TLP；testtechniques；HBM1引言测试、评价集成电路ESD可靠性水平的需求。在MIL—STD一883E方法3015．7以及GJB随着集成电路工艺的不断发展和进步，保持548A一96方法3015中，都规定了人体模型和提高集成

4、电路的静电特性成为一个永恒的挑(HBM)的ESD测试方法，但HBM模型仅仅是一种战。而工艺尺寸的迅速缩小，要达到集成电路一测试评价的方法，采用的指数波形过于复杂，对次设计成功、降低设计风险、缩短产品进入市场研究器件ESD特性很不方便。作为它的替代方的时间等目标，对ESD可靠性的要求也就越来越法，1985年由MaloneyTJ¨等提出了传输线脉冲高。同时，新的工艺产生了新的半导体器件模(TLP：TransmissionLinePulse)的测试方法，并在型，出现了新的边界条件，这些也增加了ESD可随后的几年中得到了不断的发展，目前已成为电靠性设计的复杂度。所有这些外部和内部的发

5、展路设计工程师研究ESD保护电路的特性，进行要求都加速了对集成电路进行ESD可靠性设计和收稿日期：2003—04—09作者简介：罗宏伟(1968一)，男，湖南长沙人，信息产业部电子第五研究所研究分析中心高级工程师，西安电子科技大学微电子研究所博士研究生，主要从事微电子可靠性物理研究、分析与设计工作。第4期罗宏伟等：集成电路抗ESD设计中的TLP测试技术ESD设计的重要依据。接人到被测器件上后，抑制线路中的反射脉冲。传本文介绍了TLP测试的基本原理和TLP电路输线首先被充电到高电压，然后对要测试分析的器结构示意图，并介绍了它的测试技术，最后给出了件放电。这与给一个电容器充电然后

6、对器件放电的其相对于HBM测试在研究器件ESD特性上的优情况类似，但电容器充放电产生的电流波形很复点。杂，而传输线方法则避免了这种情况。图2为产生的典型TLP脉冲曲线。脉冲宽度t=2／C，这里为传2TLP测试技术输线的长度；C为传输速率，通常C=20elTl／13．S⋯。TLP表示传输线脉冲测试是一种用短脉冲3TLP测试方法(50～200ns)来测量集成电路内ESD保护电路电流／电压特性的方法。这个短脉冲用来模拟作用于TLP测试前要先对电路中的传输线充电，测试集成电路的短ESD脉冲，恒定阻抗的传输线可以时，将被测器件接人，传输线通过被测器件放电，产生恒定幅度的方波。改变电路的

7、输入电压和传输线的长度可以模拟在不TLP测试是把方波测试脉冲加到待测器件同能量中的ESD脉冲，从而得到器件的抗ESD的(DUT)的两脚之间进行测试。将测试脉冲引到能力。图3是利用TLP方法测试晶片的示意图【2l。DUT上的最常用方法是从一个接地的56Q电阻和一个与待测的DUT脚串联的500～1500(电阻之间引出脉冲，公共脚连到地以提供脉冲电流回路。测试时将这个脉冲加到器件的测试结构上，同时测试结构两端的电压及流过的电流。通过适当的测试结构和测试参数，可以评价金属、多晶、单个晶体管以至整个电路的ESD水