
动态电阻(Rd)是ESD管击穿后,反向电流(IR)变化量与反向电压(VR)变化量的比值
Rd=ΔVR/ΔIR
反映了二极管导通后对电压的钳位能力 ——Rd 越小,电压随电流变化的幅度越小,钳位越稳定
Rd 越低,钳位效果越好,保护性能越强
优质 ESD 二极管 Rd < 0.5Ω,高性能产品可达 0.1-0.2Ω
Rd 每降低 0.7Ω(从 1Ω→0.3Ω),同等冲击下 Vc 可降低 40%
隔离工艺:深槽隔离 (DSI) 技术可减小寄生电容,同时降低 Rd
注入工艺:ESD 专用注入 (ESD IMP) 降低击穿电压,使 BJT 在低电压下开启,减小 Rd;精确控制 P + 和 N + 注入剂量和深度,优化结特性
Salicide 形成低阻薄膜,减小接触电阻,降低 Rd
Salicide 在 ESD 大电流下可能局部烧毁,需特殊设计
FinFET 等新结构带来新挑战,需重新优化 ESD 二极管设计
4nm 等先进工艺中,FEOL 和 BEOL 协同优化可显著降低 Rd
叉指数量和宽度需平衡,过宽导致电流集中,过窄增加接触电阻
方形版图比传统叉指和八角形电流处理能力提高 30% 和 25%
环形结构提供均匀电流分布,降低局部热点风险
足够宽的金属线 (≥30μm) 减小寄生电阻
多层金属并联可大幅降低等效电阻
高密度接触孔 (≥4 个/叉指) 减小接触电阻
环绕式接触结构提供均匀电流路径
减小 ESD 路径上的寄生电感 (关键高频响应)
优化 ESD 二极管到 I/O pad 和地的连接,路径最短化
足够散热面积,防止ESD事件中局部温度过高
与敏感电路保持安全距离,避免热串扰
工艺决定本征特性:衬底/外延参数、掺杂分布和特殊工艺 (如 Salicide、深槽隔离) 直接影响Rd的理论下限
版图优化实际表现:通过结构设计、互联优化和布局策略,使实际 Rd 接近理论值,同时提高可靠性
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