SCR放電管仿真設(shè)計-N基區(qū)摻雜濃度

1、設(shè)計目標

2、N-基區(qū)摻雜濃度對輸出IV特性的影響

（1）conc=1.0e16cm^-3

（2）conc=1.1e16cm^-3

（3）conc=1.2e16cm^-3

（4）conc=1.3e16cm^-3

晶閘管（SCR）由于其深回滯輸出特性曲線，低導(dǎo)通電阻，高ESD泄流能力的特點，在ESD保護中得到越來越廣泛的應(yīng)用。除了采用多個器件的組合方案來實現(xiàn)雙向ESD保護之外，也可以用單向SCR的衍生器件來實現(xiàn)雙向ESD保護，雙向SCR器件內(nèi)部是NPNPN結(jié)構(gòu)。為了對集成電路的輸出端口形成有效保護，需要低觸發(fā)電壓的SCR放電管作為ESD保護器件。

對于低觸發(fā)電壓SCR放電管，在保證SCR放電管的開啟速度不受影響的前提下，通過優(yōu)化SCR放電管內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如寄生晶體管基區(qū)結(jié)構(gòu)、發(fā)射區(qū)結(jié)構(gòu)、低電壓觸發(fā)結(jié)構(gòu)等）的方法來降低SCR放電管的觸發(fā)電壓。

依據(jù)觸發(fā)電壓VS、觸發(fā)電流IS、維持電流IH及觸發(fā)電壓、維持電流高低溫變化率指標要求，利用半導(dǎo)體器件仿真軟件進行雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管的設(shè)計。雙向低觸發(fā)電壓橫向SCR放電管是一種對稱的ESD保護器件，它沒有陽極與陰極的差異，在兩個方向的ESD保護性能是等同的。器件中P陽極區(qū)、N-襯底、P區(qū)構(gòu)成寄生PNP晶體管，N+陰極區(qū)、P區(qū)、N-襯底區(qū)構(gòu)成寄生NPN晶體管，寄生PNP晶體管與寄生NPN晶體管相互耦合，形成PNPN晶閘管結(jié)構(gòu)。

當(dāng)寄生PNP晶體管與寄生NPN晶體管共基極短路電流放大倍數(shù)之和大于1（αPNP+αNPN＞1）時，PNPN晶閘管結(jié)構(gòu)觸發(fā)開通。