• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.1015-1019
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• 2019

본 논문에서는 트리거 전압과 감내 특성을 개선시키기 위해 HHVSCR의 구조적 변경을 바탕으로 Stack 기술을 적용한 새로운 ESD 보호 소자를 제안한다. 우선 HHVSCR과 제안된 ESD 보호 소자를 비교하여 트리거 전압과 홀딩 전압, 감내 특성을 확인하였고 게이트 길이에 대한 변수를 추가하였다. 마지막으로, 제안된 ESD 보호 소자와 Stack을 적용한 소자를 비교하여 트리거 전압과 홀딩 전압, 감내 특성을 비교하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제17권3호
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• pp.401-410
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• 2017

In this work, we show that the excessive lattice heating problem due to parasitic pnp transistor action in the diode electrostatic discharge (ESD) protection device in the diode input protection circuit, which is favorably used in CMOS RF ICs, can be solved by adopting a symmetrical cathode structure. To explain how the recipe works, we construct an equivalent circuit for input human-body model (HBM) test environment of a CMOS chip equipped with the diode protection circuit, and execute mixed-mode transient simulations utilizing a 2-dimensional device simulator. We attempt an in-depth comparison study by varying device structures to suggest valuable design guidelines in designing the protection diodes connected to the $V_{DD}$ and $V_{SS}$ buses. Even though this work is based on mixed-mode simulations utilizing device and circuit simulators, the analysis given in this work clearly explain the mechanism involved, which cannot be done by measurements.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.21-26
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• 2016

PPS 소자가 삽입된 N형 실리콘 제어 정류기(NSCR_PPS) 소자에서 채널차단영역의 이온주입 변화가 정전기 보호 성능에 미치는 영향을 연구하였다. 종래의 NSCR 표준소자는 on 저항, 스냅백 홀딩 전압 및 열적 브레이크다운 전압이 너무 낮아 마이크로칩의 정전기보호소자로 적용이 어려웠다. 그러나 본 연구에서 제안하는 채널 차단 영역의 이온주입 조건을 변화시켜 각각 변형설계된 소자에서는 채널 차단 이온주입이 정전기 보호성능의 향상에 영향을 주는 중요한 파라미터였으며, CPS_PDr+HNF 구조의 변형소자는 정전기보호소자의 설계창을 만족시키는 향상된 정전기보호성능을 나타내어 고전압 동작용 마이크로 칩의 정전기보호 소자로 적용 가능함을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.3-4
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• 2009

As device process technology advances, effective channel length, the thickness of gate oxide, and supply voltage decreases. This paper describes a novel electrostatic discharge (ESD) protection device which has current feedback for high ESD immunity. A conventional Gate-Grounded NMOS (GGNMOS) transistor has only one ESD current path, which makes, the core circuit be in the safe region, so an GGNMOS transistor has low current immunity compared with our device which has current feedback path. To simulate our device, we use conventional $0.18\;{\mu}m$ technology parameters with a gate oxide thickness of $43\;{\AA}$ and power supply voltage of 1.8 V. Our simulation results indicate that the area of our ESD protection, device can be smaller than a GGNMOS transistor, and ESD immunity is better than a GGNMOS transistor.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.45-53
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• 2013

기존의 NEDSCR 소자는 매우 낮은 스냅백 홀딩전압과 낮은 온-저항을 가져 정상적인 동작 동안 래치업을 초래하므로 ESD 보호소자로 사용하는데 어려움이 있었다. 본 연구에서는 NEDSCR 소자의 시뮬레이션 및 TLP 테스트를 통해 이러한 단점들을 극복할 수 있는 새로운 방법을 제안하였다. 매우 우수한 ESD 보호 성능과 높은 래치업 면역 특성을 구현하기 위해 N+ 소오스 확산영역을 둘러싸는 P형의 CPS 이온주입공정을 추가함으로써 NEDSCR 소자의 스냅백 홀딩전압과 온 저항을 증가시켜 정전기 보호 성능을 개선시킬 수 있는 것으로 입증되었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권6호
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• pp.797-801
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• 2014

This research presented the concept of employing the punch-through diode triggered SCRs (PTTSCR) for low voltage ESD applications such as transient voltage suppression (TVS) devices. In order to demonstrate the better electrical properties, various traditional ESD protection devices, including a silicon controlled rectifier (SCR) and Zener diode, were simulated and analyzed by using the TCAD simulation software. The simulation result demonstrates that the novel PTTSCR device has better performance in responding to ESD properties, including DC dynamic resistance and capacitance, compared to SCR and Zener diode. Furthermore, the proposed PTTSCR device has a low reverse leakage current that is below $10^{-12}$ A, a low capacitance of $0.07fF/mm^2$, and low triggering voltage of 8.5 V at $5.6{\times}10^{-5}$ A. The typical properties couple with the holding voltage of 4.8 V, while the novel PTTSCR device is compatible for protecting the low voltage, high speed ESD protection applications. It proves to be good candidates as ultra-low capacitance TVS devices.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.1156-1161
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• 2020

본 논문에서는 기존 단방향 SCR의 구조적인 변경을 통해 향상된 전기적 특성을 갖는 새로운 ESD 보호회로를 제안한다. 제안된 ESD 보호회로는 삽입 된 N+ Floating 및 P+ Floating 영역으로 인해 높은 Holding Voltage 특성을 가져 Latch-up 면역특성이 향상되었다. 또한 구조적인 변경으로 모든 4가지 유형(PD, PS, ND, NS)의 Zapping Mode에서 ESD 방전이 가능하므로 단방향 SCR보다 우수한 면적효율을 가진다. 그리고 기생 바이폴라 트랜지스터의 베이스 길이에 해당하는 P+ floating, N+ floating 길이와 P+ floating과 N+ floating 사이의 거리를 설계변수로 지정하였으며, 높은 Holding Voltage를 갖는 것을 Synopsys 사의 TCAD Simulator를 통해 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권1호
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• pp.1-12
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• 2001

2차원 소자 시뮬레이터를 이용하는 혼합모드 과도해석을 통해, NMOS 트랜지스터를 ESD 보호용 소자로 사용하는 CMOS 칩에서의 HBM ESD 현상에 대한 과도해석 방법론을 제시하고 HBM 방전 미케니즘에 대해 상세히 분석하였고, 보호용 소자 내에서의 2차항복 현상을 성공적으로 시뮬레이션하여 소자 파괴에 이르는 미케니즘을 설명하였다., 보호용 소자 구조의 변화가 방전 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 DC 해석 결과와 혼합모드 과도해석 결과를 비교 분석하였고, 분석 결과를 근거로 하여 HBM ESD에 보다 견고한 보호용 소자의 구조 설계에 대해 논의하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.805-808
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• 2005

In this study, the design of advanced LVDS(Low Voltage Differential Signaling) I/O interface circuit with new structural low triggering ESD(Electro-Static Discharge) protection circuit was investigated. Due to the differential transmission technique and low power consumption at same time. maximum transmission data ratio of designed LVDS transmitter was simulated to 5Gbps, Also, the LIGCSCR(Latch-up Immune Gate Coupled SCR)was designed. It consists of PLVTSCR (P-type Low Voltage Trigger SCR), control NMOS and RC network. The triggering voltage was simulated to 3.6V. And the latch-up characteristics were improved. Finally, we performed the layout high speed I/O interlace circuit with the low triggered ESD protection device in one-chip.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.140-141
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• 2006

Background doping concentration (BDC) is proven to be a critical factor to affect the high current behavior of the extended drain NMOSFET (EDNMOS) devices. The EDNMOS device with low BDC suffers from strong snapback in the high current region, which results in poor electrostatic discharge (ESD) protection performance and high latchup risk. However, the strong snapback can be avoided in the EDNMOS device with high BDC. This implies that both the good ESD protection performance and the latchup immunity can be realized in terms of the EDNMOS by properly controlling its BDC.