• 전기전자학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.204-208
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• 2024

본 논문에서는 ESD 보호회로의 전류구동 특성을 향상시키기 위해 일반적인 저전압용 ESD 보호회로인 LVTSCR의 구조적 변경을 적용한 ESD 보호회로를 제안한다. LVTSCR 구조에서의 electric field와 ESD 전류 경로가 형성 되는 영역을 분리하여 전력 소모를 최소화 하였으며 이에 대한 전기적 특성을 분석하고 전류 구동 특성을 개선하였다. 시뮬레이션을 통한 System-level 특성 저하에 기인하는 구조적인 문제를 분석하였으며 이를 반영하여 특성을 검증하였다. 제안된 ESD 보호회로의 전기적 특성은 TCAD 시뮬레이션을 통해 검증하였으며 HBM 모델링 및 System-level 모델링을 통해 분석하였다. 또한, DB-Hitek사의 0.18um BCD 공정을 통해 silicon 제작 및 HBM 10kV 특성 검증하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.168-173
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• 2021

본 논문에서는 일반적인 ESD 보호소자인 LVTSCR의 구조적 변경을 통해 향상된 전기적 특성을 달성한 새로운 구조의 ESD 보호소자를 제안한다. 또한 요구되는 전압 Application에 따른 ESD Design Window에 최적화된 설계를 위하여 N-Stack 기술을 적용한다. 기존의 LVTSCR 구조에 추가로 삽입된 N-Well 영역은 Anode와 전기적으로 연결함으로써 추가적인 ESD 방전경로를 제공하고 이는 온-저항 및 온도 특성을 향상시킨다. 또한 짧은 Trigger 경로는 기존의 LVTSCR보다 더 낮은 Trigger Voltage 가지므로 우수한 Snapback 특성을 지닌다. 그리고 제안된 ESD 보호소자의 전기적 특성을 검증하기 위해 Synopsys 사의 T-CAD Simulator을 이용하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권3호
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• pp.6-21
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• 2008

Electrostatic Discharge (ESD) 펄스의 누적이 산화형 표면 발광 반도체 레이저 (oxide VCSEL)의 전기 및 광학적 특성의 열화에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 순방향 ESD의 누적에 따른 열화 과정은 3 단계의 열화과정을 보이는 반면 역방향 ESD의 인가에 따른 열화 과정은 급격한 전기 및 광학적 특성 변화에 의하여 구분되는 2 단계의 열화과정을 보였다. 등가회로 모델 및 대신호 등가회로 모델을 이용하여 I-V 특성 및 그 미분특성을 분석함으로써 두 가지 ESD 조건에 의한 산화형 VCSEL의 전기 및 광학적 특성의 열화과정을 이해할 수 있었다.

• 전자공학회논문지A
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• 제29A권11호
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• pp.97-106
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• 1992

In integrated circuits, protection circuits are required to protect the internal nodes from the harmful ESD(Electrostatic discharge). This paper discusses the characteristics of the circuit components in ESD protection circuitry in order to analyze the ESD phenomina, and the design methodalogy of ESD protection circuits, using test pattern with a variation of the number of diode and transistor. The test devices are fabricated using a 0.8$\mu$m CMOS process. SPICE simulation was also carried out to relate output node voltage and measured ESD voltage. With increasing number of diodes and transistors in protection circuit, the ESD voltage also increases. The ESD voltage of the bi-directional circuit for both input and output was 100-300[V], which in higher than that of only output(uni-directional) circuit. In addition, the ESD protection circuit with the diode under the pad region was useful for the reduction of chip size and parasitic resistance. In this case, ESD voltage was improved to a value about 400[V].

• 전기전자학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.234-239
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• 2017

본 논문에서는 PMOS 구조를 삽입한 새로운 구조의 SCR(Silicon Controlled Rectifier)기반 ESD(Electrostatic Discharge) 보호소자를 제안한다. 제안된 ESD 보호회로는 내부에 PMOS가 추가적으로 형성된 구조적 특징을 지니며, Latch-up 면역 특성과 향상된 감내특성을 갖는다. TCAD 시뮬레이션을 이용하여 기존의 ESD 보호회로와 특성을 비교 분석하였다. 시뮬레이션 분석 결과, 제안된 보호 ESD 보호회로는 기존 SCR 기반 ESD 보호소자 HHVSCR(High Holding Voltage SCR)과 같은 우수한 Latch-up 면역 특성을 지닌다. 또한 HBM(Human Body Model) 최대온도 테스트 결과에 따르면, 제안된 ESD 보호회로는 355K의 최대온도 수치를 가지며, 이는 기존 HHVSCR의 373K와 비교하여 대략 20K가량 낮은 온도특성으로, 더욱 향상된 감내특성을 갖는 것으로 확인되었다. 제안된 ESD 보호소자는 N-STACK 기술을 적용하여 설계하여 전압별 적용이 가능함을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다. 시뮬레이터로 시뮬레이션을 해본 결과, 제안된 ESD 보호회로는 단일 구조에서 2.5V의 홀딩전압 특성을 지니며, N배수의 증배에 따라 2-STACK 4.2V, 3-STACK 6.3V, 4-STACK 9.1V로 증가된 홀딩전압을 갖는 것을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.890-894
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• 2020

본 논문에서는 대표적인 ESD 보호소자인 LVTSCR의 구조적 변화를 통해 높은 홀딩전압 특성을 가지는 ESD 보호소자를 제안한다. 제안된 ESD 보호소자는 병렬 PNP path와 긴 N+ drift 영역을 삽입하여 기존의 LVTSCR보다 높은 홀딩전압을 가지며, 일반적인 SCR 기반 ESD보호소자의 단점인 Latch-up 면역특성을 향상시킨다. 또한 기생 BJT들의 유효 베이스 폭을 설계변수로 설정하였으며, N-Stack 기술을 적용하여 요구되는 application에 적용할 수 있도록 시놉시스사의 TCAD 시뮬레이션을 통해 제안된 ESD 보호소자의 전기적 특성을 검증하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.361-366
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• 2016

본 논문에서는 향상된 전기적 특성과 면적효율을 갖는 새로운 구조의 ESD 보호회로를 제안한다. 제안된 회로는 기존의 3-STACK LVTSCR과 비교하여 높은 홀딩전압과 낮은 트리거전압 특성, 향상된 Ron 저항 특성을 갖는다. 제안된 ESD 보호회로는 기존 보호회로 대비 35% 정도의 작은 면적, 35V의 트리거 전압과 8.5V의 홀딩전압을 갖는다. 또한 제안된 ESD 보호회로의 래치-업 면역특성을 향상시키기 위해 기생 바이폴라 트랜지스터들의 유효 베이스 길이를 설계변수로 설정하여 설계하였고 시놉시스사의 TCAD 시뮬레이션을 통하여 제안된 ESD 보호회로를 검증하고 전기적 분석을 실행하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.280-284
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• 2021

본 논문에서는 스냅백 특성을 개선시키기 위해 일반적인 SCR의 구조적 변경 및 Stack 기술을 적용한 새로운 구조의 ESD 보호회로를 제안한다. 펜타-웰과 더블 트리거를 이용한 구조에 대한 전기적 특성을 분석하고 Stack 구조를 적용해 트리거 전압과 홀딩 전압을 개선하였다. 시뮬레이션을 통한 전자 전류와 총 전류 흐름을 분석 하였다. 이를 통해 레치-업 면역 특성과 우수한 홀딩전압 특성을 확인 하였다. 제안된 ESD 보호회로의 전기적 특성은 TCAD 시뮬레이터를 통해 구조를 형성하고 HBM 모델링을 통해 분석 하였다.

• 한국안전학회지
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• 제15권4호
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• pp.62-68
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• 2000

Static electricity in electronics manufacturing plants causes the economic loss, yet it is one of the least understood and least recognized effects haunting the industry today. Today's challenge in semiconductor devices is to achieve greater functional density pattern and to miniaturize electronic systems of being more fragile by electrostatic discharges(ESD) phenomena. As the use of automatic handling equipment for static-sensitive semiconductor components is rapidly increased, most manufacturers need to be more alert to the problem of ESD. One of the most common causes of electrostatic damage is the direct transfer of electrostatic charge from the human body or a charged material to the static-sensitive devices. To evaluate the ESD hazards by charged human body and devices, in this paper, characteristics of electrostatic attenuation in domestic semiconductor devices is investigated and the voltage to cause electronic component failures is investigated by field-induced charged device model(FCDM) tester. The FCDM simulator provides a fast and inexpensive test that faithfully represents ESD hazards in plants. Also the results obtained in this paper can be used for the prevention of semiconductor failure from ESD hazards.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.836-841
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• 2018

본 논문에서는 대표적인 ESD 보호회로인 SCR, LVTSCR을 기반으로 하여 특정한 어플리케이션의 요구 전압에 맞추어 설계하기 위한 Stack 기술에 대하여 서술한다. 또한 기존 구조와는 다른 SCR 기반의 ESD 보호회로를 제시하여 Stack기술에 적용함으로써, 주요 파라미터인 트리거 전압과 홀딩 전압의 변동에 대하여 검증한다. 새로이 추가되는 SCR 기반의 보호 회로의 경우 추가적인 N+, P+ 영역의 삽입으로 인해 보다 높은 홀딩 전압을 갖는 ESD 보호회로이다. 또한 시놉시스사의 T-CAD 시뮬레이터를 이용하여 제안된 ESD 보호회로의 전기적 특성을 검증을 실시하였다.