TLP细节大全

TLP:trans * * * Issue Line Pulse，传输线脉冲，是集成电路静电放电防护技术的一种研究和测试方法。与传统的HBM、MM、CDM、IEC模型不同，传输线脉冲发射的是静电模拟方波，而传统模型发射的是RC-LC模式的脉冲波形。相应的，传统的HBM等波形更直接的模拟了现实中的某种静电形式，而TLP则通过调整上升沿和脉冲宽度，间接模拟了这些静电脉冲形式的破坏能力和不同上升沿的箝位触发能力。由于方波的使用，TLP可以通过一次施加一个脉冲，获得一个I-V点，施加不同幅度的电流，直到测量到漏电流并判断为无效，从而获得器件在ESD过程中完整的I-V曲线，该曲线可以用于集成电路ESD保护设计的仿真，达到集成电路ESD保护结构的设计目的。同样，由于方波的使用，我们也可以发现ESD时器件的混响，包括开启过程和关闭过程；由于一般器件在开启时存在骤回问题，这对于超深亚微米器件是致命的，因此这种测试技术对于研究用于求解CDM模型的ESD保护结构非常重要。与此同时，基于MOS特性设计超快、超低电压的导通箝位结构也变得越来越重要。这种结构完全依赖于MOS的栅极耦合电压，并且发现其关断特性在导通和关断之间实现了良好的平衡点。这个测试技术的意义也是非常重要的。正是因为这种设备的重要性，ESD/EOS会议中近80%的ESD研究论文都使用这种设备。

中文名:传输线脉冲mbth: Tran * * * Issue Line Pulse简称:TLP主讲人:马洛尼等TLP设备原理、TLP脉冲与各种静电放电模型的异同、HBM模型ESD IV曲线测试技术存在的问题、技术研发过程、技术服务、TLP设备原理二次击穿电流(It2)是设备所能承受的最大ESD电流。当ESD电流超过该值时，器件无法恢复其原始特性。由于MIL-STD 883 Method3015.7定义HBM模型的放电电阻为1500欧姆，因此，可以看出HBM模型下器件的最大ESD耐受电压V ESD为TLP试验的IV曲线V ESD ≈(1500+R器件)×I t2。同样，对于其他静电模型(CDM，MM等。)，TLP在相同的损伤能量下与各种静电模型有近似的等效关系，并且考虑到上升沿的触发效应，因此，一般采用相似的脉冲宽度和上升沿进行等效。通过进一步的影响评估，可以确定不同模型的合适的静电等效方波。上述曲线可用方波测量，可用于该静电模型下的ESD防护设计仿真。利用测试波形结果中的通断特性，可以知道设备在相应模型下的混响情况。对于IEC、火花放电等二/三阶段模型，需要分阶段(如超快阶段、正常阶段)进行测试分析。TLP脉冲与各种静电放电模型的异同TLP脉冲是各种静电放电模型的近视模拟手段，也是ESD防护技术研究的核心手段，但它与传统的ESD脉冲形式有着不可替代的成分。在不可替代方面，TLP的脉冲方波不同于真实情况。虽然可以在近视中模拟，但总会有一些差异。完全采用TLP结果可能会导致评估值与其他制造商的设备之间存在一些差异。更何况由于晶圆的电荷存储效应，不同厂商的ESD测试设备的测试结果也是不一样的。此外，TLP系统是超快脉冲，轻微的寄生效应会导致波形失真。多通道TLP系统难以实现，因此替代常规ESD测试设备的可行性较弱。同理，TLP设备部模拟各种形式的ESD脉冲，在静电损伤和上升沿触发两方面都可以提供近似模拟，所以也可以认为两者是一致的。在这种近似认知下，TLP可以提供其他模型无法提供的ESD过程中IV、IT、VT三种不同的关键曲线。HBM模型ESD IV曲线测试技术存在的问题最近报道了一种用HBM设备解决ESD IV曲线的测试方法。该方法通过拟合提供了在一个ESD脉冲下获得的完整IV曲线。因为ESD脉冲是瞬时的，所以ESD脉冲的幅度在时间和空间上是变化的，这种变化接近光速。由于HBM ESD脉冲发生器的结构特点，电流-电压时间同步存在一些问题。另外，由于这种设备的结构特点，很难抑制寄生电感引起的过冲，甚至寄生电阻的影响也需要通过数据处理才能得到。在上述问题中，虽然电流-电压的时间同步可以通过示波器的时间校准来克服，但仍然难以直接消除寄生电感和寄生电阻引起的过冲。如果不消除这两个影响，一方面I-V信息主要集中在最大值，超调会将其掩盖。另一方面，电阻通常小于1欧姆，针刺和寄生测试系统的影响是一样的。技术研发的过程国际上，Maloney等人早在1985就提出了这种ESD仿真方法，并得到了广泛的应用。与样机相比，产品模型的出现相对较晚，其中Barth公司的Jon E. Barth和Oryx公司的Evan Grund在这一领域做了出色的工作，为社会提供了达到工业水平的TLP设备。台湾交通大学的柯教授是亚太地区TLP研究的先驱之一，并全面发表了他的研究成果。西安电子科技大学的罗宏伟(目前在信息产业部电子第五研究所)最早引入了TLP测试技术的概念，中科院微电子所的曾传斌研制了国内第一台TLP设备，可以提供TLP模拟技术，满足社会对各种ESD模型的需求。技术服务情况由于对TLP设备了解不够，设备价格较高，国内对ESD防护技术的研究一直比较滞后。根据2009年的统计结果，在中国大陆申请的ESD防护技术专利中，只有不到65，438+05%是由内地公司申请的，而这些专利中很大一部分是由高校科研院所申请的。加快TLP在静电放电研究中的应用，对我国静电放电防护技术的发展具有重要意义。目前在中国大陆能提供TLP的单位主要有:浙江大学、SMIC、信息产业部电子第五研究所、中科院微电子所等。其中，浙江大学的TLP是我国最早引进的TLP设备，为我国ESD防护技术的研究做出了重要贡献。中科院微电子所的TLP设备在2012之前是手动设备。2012后，HOXI-I自动TLP系统研制成功，可提供脉宽1ns~200ns、上升沿0.1ns~10ns、0-20A(最高40A)的TLP脉冲，基本能模拟现有所有静电脉冲形式。在设备销售方面，Barth、Oryx、Thermo Scientific和Binnovation公司等。