[00755821]高压工艺高性能ESD关键技术及其应用

静电放电(ESD)是影响集成电路(IC)芯片可靠性的关键因素之一。ESD每年在IC成品率和早期现场失效方面使世界电了工业蒙受数十亿美元的损失，国外各大集成电路设计公司和代工厂都已把ESD问题提上了战略高度，国内外科研单位主要研究低电压工艺的ESD保护器件，在高压工艺上鲜有突破性研究。随着汽车电了、医疗电了、LED照明、室外抗雷击等应用领域芯片的开发，提高抗静电强度的ESD防护器件的研究显得愈发紧迫。湘潭大学在教育部“新世纪优秀人才支持计划”获得者金湘亮教授及其团队努力下，在高压工艺高性能ESD防护器件设计领域开展了基于SCR.MOS的ESD设计以及单片集成瞬变电压抑制(TVS)器件的ESD研究，特别针对高压NMOS、高压SCR及其变形、超高压ESD防护级别器件进行研发，掌握从器件预选型、器件参数设计、工艺仿真、器件仿真、结构选型、版图设计、流片测试、性能评估到电路应用的ESD设计全流程技术。累计测试结构达500余个，已经在多个关键技术点取得突破，特别是在国内首次在人体模型(HBM)下抗静电强度高于30kV领域取得关键技术突破。上述研究成果整理成8篇论文被国际上ElectronicsLetters等学术期刊接收发表,2篇论文在IEEEEIEE2012里际会议上做口头报告，得到了与会专家的高度肯定；申请专利2项；已完成5项国家省部级项目的开发，为北京福星晓程股份有限公司、上海昱品国际有限公司提供设计服务，产生重大社会效益和经济效益如下：1)完成国家“十二五”重大专项项目、教育部科学技术研究重点项目、湖南省自然科学基金重点项目、湖南省教育厅资助科研项目等芯片级集成ESD防护设计，这些芯片主要针对国家重大需求，开展MEMS传感器伺服ASIC芯片、3D传感器、紫外传感器等新型CMOS光电传感器，进一步带动国内和湖南省相关产业的发展。2)上海昱品国际有限公司团队来自于台湾，其母公司在台湾己经成立17年，专注于国内外晶园/封装/测试代工工程服务与销售，提供各类先进的代工工艺技术选择、优良迅速的服务来协助客户进行产品的设计、开发、制造，在国内代理120多家集成电路设计公司的服务。为提供附加价值给客户，于2010年l1月委托湘潭大学开发ESD，于2011年开发成功交给客户使用。3)北京福星晓程电子科技股份有限公司是深圳证券交易所创业板上市高新技术企业(证券代码300139),是国内载波通信抄表领域中最大的集成电路及系统供应商，占70%以上的市场份额。湘潭大学研发的ESD技术主要应用在该公司对电力物联网数据传输中间件片上集成TVS的RS458总线芯片上。一般的TVS很难做到大功率，所以在雷击浪涌到来时，瞬间大能量会直接损坏一般的TVS，尤其是整合到芯片中的TVS更是脆弱，基于湘潭大学ESD组的技术，在困内实现单芯片集成，并产生经济效益。