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This study proposed and fabricated an all-directional whole-chip electrostatic discharge (ESD) protection circuit design, including input/output (I/O) and power clamps. The proposed I/O ESD clamp is based on silicon controlled rectifiers (SCR) and possesses improved snapback and bidirectional characteristics owing to the insertion of an improved floating region. The proposed ESD power clamp has an excellent clamping ability and a high holding voltage owing to the use of a lateral insulated gate bipolar transistor (LIGBT). The ESD protection circuit is fabricated using a 0.18 ㎛ bipolar-CMOSDMOS (BCD) process and is properly placed in the ESD clamp position. Consequently, the proposed ESD protection circuit contributes toward improving the area efficiency and reliability of the integrated circuit. The electrical properties and robustness were analyzed using a transmission line pulse (TLP) system and an ESD pulse generator. According to the measurements, the proposed whole-chip ESD protection circuit is robust enough to discharge 8 ㎸ HBM and 800 V MM in four ESD stress modes for the input and output units (PD: positive -VDD, ND: negative -VDD, PS: positive -VSS, and NS: negative -VSS) as well as in the DS (VDD to VSS) mode between VDD and VSS.
#Electrostatic discharge(ESD) #high current driving capability #lateral insulated gate bipolar transistor (LIGBT) #silicon controlled rectifiers(SCR)

목차

Abstract
I. INTRODUCTION
II. PROPOSED ESD PROTECTION CIRCUIT
III. MEASUREMENT RESULTS AND DISCUSSION
V. CONCLUSIONS
REFERENCES

참고문헌 (11)

참고문헌 신청
Ker, M.-D., and Yen, C.-C, “Investigation and design of on-chip power-rail ESD clamp circuits without suffering latchup-like failure during system-level ESD test”, J. Solid-State Circuit, 2008, vol 43, (11), pp. 2533-2345 google schola V. Vashchenko, A. Concannon, M. ter Beek, P. Hopper.: ‘High holding voltage cascaded LVTSCR structures for 5.5-V tolerant ESD protection clamps’, IEEE Trans. on Devices. and Materials Reliability., vol. 4, 2004, pp273-280. google schola M.-D. Ker and K.-C. Hsu.: ‘Overview of on-chip electrostatic discharge protection design with SCRbased devices in CMOS integrated circuits’, IEEE Trans., Device Mater. Rel., vol. 5, no. 2, 2005, pp. 235-249 google schola V. Vashchenko, A. Concannon, M. ter Beek, P. Hopper, “High holding voltage cascaded LVTSCR structure for 5.5-V tolerant ESD protection clamps, IEEE Transaction on Device and Materials Reliability, 2004, pp. 273-280. google schola K. I. Do, B. S. Lee and Y. S Koo “A New Dual- Direction SCR With High Holding Voltage and Low Dynamic Resistance for 5 V Application,” IEEE Journal of the Electron Devices Society, vol. 7, 2019 pp. 601-605 google schola

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