摘 要:静电放电(Electrostatic Discharge，ESD)是构成集成电路可靠性的主要因素之一，存在于生产到使用的每一个环节，并成为开发新一代工艺技术的难点之一.近年来，ESD防护研究倍受关注与重视，仿真工具在ESD领域的应用进一步促进了ESD防护研究的发展，并有助于缩短研发周期.

　　　然而因ESD发生时复杂的物理机制、极端的电场及温度条件以及ESD仿真中频繁的不收敛现象，均使ESD仿真变得极为困难.本文详细阐述了ESD的来源、造成的危害以及如何测试集成电路的防静电冲击能力，并基于Sentaurus软件，对ESD防护器件展开了的分析与研究，内容包括：

掌握ESD保护的基本理论、测试方法和防护机理.

研究了器件仿真流程以及器件仿真中的物理模型和模型函数，并对描述同一物理机制的的各种不同模型展开对比分析.主要包括传输方程模型、能带模型、各种迁移率退化模型、雪崩离化模型和复合模型.

研究了双极型晶体管和可控硅（Silicon Controlled Rectifier，SCR）防护器件的仿真，并通过对仿真结果的分析，研究了ESD保护器件在ESD应力作用下的工作机理.

关键词：静电放电；网格；器件仿真；双极型晶体管；可控硅

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 课题的研究背景及意义-1

1.2 国内外概况-1

1.3 本课题的研究内容-2

第2章 ESD的常用保护器件及测试方法-3

2.1 ESD简介-3

2.2 ESD防护器件-5

2.2.1 二极管的ESD防护器件-5

2.2.2 NMOS管的ESD防护器件-5

2.2.3 SCR的ESD防护器件-7

2.3 ESD的测试方法-8

2.3.1 ZAPMASTER的ESD测试方法-10

2.3.2 TLP技术的ESD测试方法-11

2.3.3 ZAPMASTER测试与TLP测试的关联性-12

第3章 Sentaurus软件仿真流程-13

3.1 仿真工具简介-13

3.2 工艺仿真-13

3.2.1 工艺仿真流程-14

3.2.2 结构操作及保存输出-15

3.2.3 网格定义-15

3.3 器件仿真及其物理模型的选择-16

3.3.1器件仿真流程-16

3.3.2物理模型选择-17

第4章 常用ESD防护器件的仿真与分析-25

4.1 BJT的仿真与分析-25

4.2 LSCR的仿真与分析-27

4.3 N+_MLSCR的仿真与分析-29

第5章 结论与展望-33

5.1 结论及不足之处-33

5.2 展望-33

参考文献-35

致谢-36