파워 클램프용 높은 홀딩전압을 갖는 사이리스터 기반 새로운 구조의 ESD 보호회로

Abstract

본 논문에서는 파워클램프용 높은 홀딩 전압을 갖는 사이리스터(SCR: Silicon Controlled Rectifier)구조에 기반한 새로운 구조의 ESD 보호회로를 제안하였다. 제안된 보호회로는 기존의 SCR 구조의 p-well과 n-well에 floating p+, n+를 삽입하여 홀딩 전압을 증가 시켰다. 제안된 보호회로는 높은 홀딩전압 특성으로 높은 래치업 면역성을 갖는다. 본 연구에서 제안된 보호회로의 전기적 특성 및 ESD 감내특성을 확인하기 위해 Synopsys사의 TCAD Tool을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 보호회로는 기존 SCR 기반 ESD 보호회로보다 약 4.98 V의 높은 홀딩전압과 추가적인 floating 영역의 사이즈 변화로 최대 13.26 V의 홀딩전압을 갖는 것을 확인하였다. 또한 기존 SCR 기반 보호회로와 동일한 수준의 감내특성을 갖는 것으로 확인되었다. In this paper, we proposed the novel SCR-based ESD protection circuit with high holding voltage for power clamp. In order to increase the holding voltage, the floating p+ and n+ to n-well and p-well, respectively, in the conventional SCR. The resulting increase of the holding voltage of the our proposed ESD circuit enables the high latch-up immunity. The electrical characteristics including ESD robustness of the proposed ESD circuit have been simulated using Synopsys TCAD simulator. According to the simulation result, the proposed device has higher holding voltage of 4.98 V than that of the conventional SCR protection circuit. Moreover, it is confirmed that the device could have the holding voltage of maximum 13.26 V with the size variation of floated diffusion area.