【器件知识】【设计】ESD专题-闩锁效应-大尺寸输出缓冲器

一、概述

由于制造上的困难,最初几代的MOS工艺仅提供NMOS器件。实际上,许多早期的微处理器和模拟电路都是用NMOS工艺制造的,但是它们的功耗相当大。尽管CMOS器件需要大量的掩模版和制造工序,CMOS逻辑的零静态功耗仍促使了CMOS技术时代的到来。然而,在CMOS电路中会产生一个严重的问题(在NMOS实现中并不存在),这就是闩锁效应。

闩锁效应是CMOS工艺所特有的寄生效应，严重会导致电路的失效，甚至烧毁芯片。

闩锁效应是由NMOS的有源区、P衬底、N阱、PMOS的有源区构成的n-p-n-p结构产生的，当其中一个三极管正偏时，就会构成正反馈形成闩锁。避免闩锁的方法就是要减小衬底和N阱的寄生电阻，使寄生的三极管不会处于正偏状态。静电是一种看不见的破坏力，会对电子元器件产生影响。ESD 和相关的电压瞬变都会引起闩锁效应（latch-up），是半导体器件失效的主要原因之一。如果有一个强电场施加在器件结构中的氧化物薄膜上，则该氧化物薄膜就会因介质击穿而损坏。很细的金属化迹线会由于大电流而损坏，并会由于浪涌电流造成的过热而形成开路。这就是所谓的“闩锁效应”。在闩锁情况下，器件在电源与地之间形成短路，造成大电流、EOS（电过载）和器件损坏。

参考：闩锁效应-Bidu
参考：GGNMOS（

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