SCR器件用于ESD保护的应用场景和优势

由于晶闸管（SCR）器件的保持电压V_h较低（在常规的CMOS工艺中V_h约为1.5V），在ESD应力期间SCR器件的功耗（power≈I_ESD×V_h）远小于其他ESD保护器件（如二极管、MOS、BJT或场氧器件）的功耗。在CMOS集成电路中SCR器件能够以较小的版图面积维持较高的ESD级别，因此，长期以来被用于保护集成电路内部电路，使其免受ESD损伤。但是在小于0.25微米工艺中的SCR器件仍然有较高的开关电压（即触发电压，约为22V），它一般大于输入级的栅氧击穿电压。此外，栅氧厚度、击穿时间或击穿电荷（QBD）将随着缩小的CMOS工艺而减小。这种趋势迫切要求减小SCR的开关电压、提高它们的开启速度，从而可以有效的保护超薄栅氧免受潜在的损伤或破裂，特别是对快速器件充电模型（CDM）的ESD作用，成为在深亚微米中极难满足的一个规范。

本节将概述基于SCR器件的片上ESD保护。另外，还讨论在最大电源电压高于1.5V的CMOS IC产品中，避免基于SCR器件瞬态感应闩锁问题的解决方案。然而，在IC产品的最大电源电压小于SCR器件的保持电压时，这个闩锁问题就不存在了。例如，保持电压约为1.6V的单个SCR在最大电源电压为1.2V的0.13μmCMOS工艺中就能安全地被用于ESD保护而没有闩锁的危险。(www.xing528.com)