什么是闩锁效应?
来源:互联网 发布:solaris linux 区别 编辑:程序博客网 时间:2024/04/28 21:03
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闩锁效应是CMOS工艺所特有的寄生效应,严重会导致电路的失效,甚至烧毁芯片。闩锁效应是由NMOS的有源区、P衬底、N阱、PMOS的有源区构成的n-p-n-p结构产生的,当其中一个三极管正偏时,就会构成正反馈形成闩锁。避免闩锁的方法就是要减小衬底和N阱的寄生电阻,使寄生的三极管不会处于正偏状态。
静电是一种看不见的破坏力,会对电子元器件产生影响。ESD 和相关的电压瞬变都会引起闩锁效应(latch-up)是半导体器件失效的主要原因之一。如果有一个强电场施加在器件结构中的氧化物薄膜上,则该氧化物薄膜就会因介质击穿而损坏。很细的金属化迹线会由于大电流而损坏,并会由于浪涌电流造成的过热而形成开路。这就是所谓的“闩锁效应”。在闩锁情况下,器件在电源与地之间形成短路,造成大电流、EOS(电过载)和器件损坏。
MOS工艺含有许多内在的双极型晶体管。在CMOS工艺下,阱与衬底结合会导致寄生的n-p-n-p结构。这些结构会导致VDD和VSS线的短路,从而通常会破坏芯片,或者引起系统错误。
例如,在n阱结构中,n-p-n-p结构是由NMOS的源,p衬底,n阱和PMOS的源构成的。当两个双极型晶体管之一前向偏置时(例如由于流经阱或衬底的电流引起),会引起另一个晶体管的基极电流增加。这个正反馈将不断地引起电流增加,直到电路出故障,或者烧掉。
可以通过提供大量的阱和衬底接触来避免闩锁效应。闩锁效应在早期的CMOS工艺中很重要。不过,现在已经不再是个问题了。在近些年,工艺的改进和设计的优化已经消除了闩锁的危险。
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