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標題: 询问高压器件ESD能力评估方法 [打印本頁]
作者: calton    時間: 2011-12-2 01:00 PM
標題: 询问高压器件ESD能力评估方法
1、高压（700V）反偏二极管的ESD能力如何评估？
% _$ A1 X" p  s/ w2 V: T我们用TLP测试过该二极管的I-V曲线，TLP电压打到1000V，电流只有0.14A。按照It2与ESD能力的对应，该Diode HBM能力只有200V多一点。请问这样理解对么？据以前敬仰，曾经有测试过高压Diode，TLP的It2很小，但是HBM测试能过3KV。请问这个怎么理解？高压Diode TLP测试不能代表HBM能力？
- c* `6 d$ G4 `$ Y+ m2、越是高压器件，ESD就越不是问题。这个观点对么？7 }; O$ R( G4 u8 O# z& S
可不可以这样认为：ESD是一股能量，对于高压器件，比如700V反向二极管，只需要很小的电流就可以泄放掉大能量。因此，在没有电场击穿的前提下，高压器件抗ESD的能力几乎是不用考虑的。比如，一个耐压2KV的器件是肯定能过HBM 2KV的。这样理解对么？
作者: calton    時間: 2011-12-2 04:21 PM
伤心了，为什么没有人理睬~发的第一篇帖子
作者: andyjackcao    時間: 2011-12-2 10:01 PM
本帖最後由 andyjackcao 於 2011-12-2 10:07 PM 編輯
6 Y1 S( {! E' N( k0 M2 O5 X
( z, C" k1 B/ [我们用TLP测试过该二极管的I-V曲线，TLP电压打到1000V，电流只有0.14A。-----这时候的VT2是1000V，IT2=0.14A
8 G' s" K+ ~  i1 g* U按照It2与ESD能力的对应，该Diode HBM能力只有200V多一点---这是根据HBM作为一个电流源来理解
* M0 o' C; h7 E7 E& a- z2KV时为1.34A4 \& G7 o# T) X& e( |9 R4 [
个人意见：
9 @7 N6 s  I$ P& s3 M" T. S当测试高压器件时，高压器件击穿后的内阻会改变HBM的电流,不再为1.34A。用TLP的确不能准确预测高压器件的ESD性能
$ c9 ]4 O: Q8 D) O  `6 R" Q9 t: H* H* M/ z* `: l4 ?
一个耐压2KV的器件是肯定能过HBM 2KV的。这样理解对% r# ]$ V3 E0 B9 f8 s5 _- B  B
-------是不一定的。 有的器件耐压（DC)测试能达到2KV，在HBM时触发电压也可能低于2KV(eg.NMOS)，如果不考虑场氧击穿，NMOS如果不均匀导通也容易失效
作者: calton    時間: 2011-12-4 11:41 AM
回復 3# andyjackcao
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! S& u, C6 q, I7 k. K$ e/ L/ k* ?我重点想关注的是700V Diode 的ESD能力如何通过TLP考察？
# y6 S! H! o" a  S! Y一、当测试高压器件时，高压器件击穿后的内阻会改变HBM的电流,不再为1.34A。用TLP的确不能准确预测高压器件的ESD性能————这里主要是TLP和HBM两种不同测试方法如何转换的问题。( l* j$ o% I# J/ y( k4 u
1、对于所有Snpaback器件都会有内阻改变，TLP测试的It2与HBM测试能力的换算为V=1500*It2（@）。因此我不懂你说的改变HBM电流，不在是1.34A是什么意思？- L  m- n: \$ {  A2 f& y% C& s
2、对于高压Diode器件（700V），是不是It2不能作为评判其ESD能力的标准，上一条@的公式也不能作为转换依据。那如何通过TLP测试来评价700V diode的ESD能力？9 N: v, `% j2 B# U
二、是不一定的。 有的器件耐压（DC)测试能达到2KV，在HBM时触发电压也可能低于2KV(eg.NMOS)，如果不考虑场氧击穿，NMOS如果不均匀导通也容易失效。
1 l% f4 a  S. K2 P0 {6 f1、那对于高压Diode，BV后，1000V，0.14A的电流对应的功率为140W，这个功率已经足够高了。从这个角度来看，是不是这个高压Diode的ESD能力是没有问题的了？
作者: andyjackcao    時間: 2011-12-5 09:00 PM
1),改变HBM电流，不在是1.34A是什么意思？5 {/ d, A5 X2 _" B+ e  ?
我想表达，测试2KV HBM时，由于高压管的内阻较大，不能忽略；2KV 时的峰值电流不再为2kv/1500 ohm=1.34 A
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2),如何通过TLP测试来评价700V diode的ESD能力
, H2 K0 L* _* q# ~: e8 z* J  如果制作700V diode的process 一定的情况下（不变），因为diode反向击穿泻放ESD的能力与diode的面积，周长，形状相关。其中面积最为重要。
1 z7 O# }) x) x1 T; ^8 D  是否 可以通过实验的方法来评价700 V diode的ESD能力! C& e' ]$ y9 Q+ v
  绘制不同面积的diode layout（A，B，C。。。。），测试每类diode（A，B，C。。。）的TLP的各项参数。测试每类diode（A，B，C。。。）过HBM的能力1 f3 x2 r3 s0 o3 O! |) d; c; U( x
  那么这样就可以拟和出关于It2与HBM的曲线，从而来评估700V diode的ESD能力
$ D0 w7 m& x* v, w7 l. O; j, d3 r# T  ---------------
作者: CHIP321    時間: 2011-12-6 01:10 PM
本帖最後由 CHIP321 於 2011-12-6 01:18 PM 編輯
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1、高压（700V）反偏二极管的ESD能力如何评估？: / I  ~% y; C% n% n7 G& \8 G
我们用TLP测试过该二极管的I-V曲线，TLP电压打到1000V，电流只有0.14A。按照It2与ESD能力的对应，该Diode HBM能力只有200V多一点。请问这样理解对么？据以前敬仰，曾经有测试过高压Diode，TLP的It2很小，但是HBM测试能过3KV。请问这个怎么理解？高压Diode TLP测试不能代表HBM能力？
; z3 O2 z/ O6 z( F, e2、越是高压器件，ESD就越不是问题。这个观点对么？3 l. g7 F! A' U) a- z
可不可以这样认为：ESD是一股能量，对于高压器件，比如700V反向二极管，只需要很小的电流就可以泄放掉大能量。因此，在没有电场击穿的前提下，高压器件抗ESD的能力几乎是不用考虑的。比如，一个耐压2KV的器件是肯定能过HBM 2KV的。这样理解对么？
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ANS 1，具体HBM值应当与TLP波形相关，若BV电平在1000V左右，It2在0.14A左右，不考虑测试时候寄生电阻误差（同时仅考虑单个器件的ESD测试），那么HBM值当小于1210V，TLP对ESD LEVER的评价应当是最精确的描述，当然价格也更贵些。4 ^, Y; D( F0 x7 n- D
ANS 2，这个问题“通俗”的说是对的，但是就逻辑上来说，这是一个错误的命题。典型的例子就是您的这种情况。700V mos它的ESD能力可以轻易达到1000V左右，那么你说它的Esd能力如何？
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PS1，目前HBM测试机台，误差在500V以内是很常见的，如果长时间没有校准，1500v的误差也可能出现。通常来说，用TPL逆推HBM值，才是DUT的ESD能力的准确评估。4 A6 v# m2 w; b* {5 ^5 w
; U5 B: Y( `) h- ~% V
PS2，通常HBM模型ESD PASS最大电压值等于1.5K*It2是因为通常亚微米管BV值在几伏特到十几个伏特之间，所以忽略掉这个值。若稍微修正一下，HBM=It2*1.5K+BV,从这里来看，BV值高会弥补It2较低的影响，但是却不是唯一影响因素。
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作者: calton    時間: 2011-12-6 04:31 PM
回復 5# andyjackcao . ^# K( @2 v9 R2 ~( e
哈哈哈，谢谢你的第二个建议啊，这个倒是可以考虑去做一下。
8 Y" S& `2 R" w5 r总的来说就是因为高压DiodeBV很高，且没有回滞（也就是你所说的内阻大），HBM=It2*1.5K+BV,因而它的实际ESD能力有1210V。汗，之前完全没考虑器件本身的压降。
作者: calton    時間: 2011-12-6 07:44 PM
回復 6# CHIP321
" `( E* X1 h, B- A嗯，多谢您的回复，茅塞顿开啊。
: `, @5 ~( S% n1 |1 `不过有点小小的疑问。& q4 n$ R0 A! i
按照您的说法，700V的这个Diode ESD能力只有1200V。但是我们不知道真实的HBM测试中它的ESD能力如何。之前举例说上华有个高压的Diode，也是TLP It2很低（抱歉，具体数据我不知道，但肯定没有1.3A），但其HBM达到3KV（在宜硕打的）。我是不是可以理解成，宜硕的这个HBM测试结果是不准的。
作者: sendow    時間: 2012-1-17 09:03 AM
回復 6# CHIP321
作者: sendow    時間: 2012-1-17 09:12 AM
ANS 1，具体HBM值应当与TLP波形相关，若BV电平在1000V左右，It2在0.14A左右，不考虑测试时候寄生电阻误差 ...
; A  }  q4 w# J5 G7 m+ ICHIP321 發表於 2011-12-6 01:10 PM

7 b" j" H/ r4 P  R9 m
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版主說的TLP逆推HBM值,才是DUT的準確評估.
! W& G* [7 a3 L# G/ r: [這是錯的, 在高壓元件中TLP已經不能準確呈現HBM level, 已經有journal發表過類似問題, 可以去收尋paper. 再高壓元件中It2高, 不一定ESD level就高, 有的It2很低仍然可以pass HBM 4K, 這個我也在實務上驗證過多次!
. R8 h; Z6 N: @+ P
' l3 D/ h4 S) _0 M700V超高壓元件, 除了考慮到電流擊穿oxide, 由於內阻大還需考慮到power, 雖然電流低但是700V的高壓, 可能導致元件power過大, 造成物理性的damage. 實務上最好的方法是測試function, 目前就單顆元件還沒有統一正式的測試方法, Hint:可由基本電性下去驗證.



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