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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？
6 Y1 p6 g+ i4 f2 O; V# l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？
% z0 E" g( S! x( h6 \2、越是高压器件，ESD就越不是问题。这个观点对么？- Z, x- r1 r/ U
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 [8 A8 P6 K! g7 K+ L& h0 m! H6 G9 F" {3 U9 z# }
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" W+ w' y! m7 j  a$ R0 Z3 W
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+ b$ _5 u4 I. g
2KV时为1.34A/ W4 _* V0 L! ~0 o2 o
个人意见：
) k% J/ H% [% t% Y, D; A3 ]6 n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
0 Q5 ~, a: n9 y  c, c5 k1 X
) F5 u9 k0 x4 n- b1 V一个耐压2KV的器件是肯定能过HBM 2KV的。这样理解对
& Q# Z% {: r. [5 P: {3 G-------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
  K6 J9 }# i$ q7 q& S# r9 ]' T7 T0 L2 z2 e' W' G
我重点想关注的是700V Diode 的ESD能力如何通过TLP考察？1 _; \; k; [6 [/ W0 C$ O* W
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。
' h/ U- q) F0 E) ]( X; H. S1、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？
& v5 |- w) y: I3 w3 m" \2 T2、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？/ y. U1 u/ W/ V
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。# g2 W5 N0 H5 z& L: m5 Q2 w& Y
1、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？6 a* a; `  U  m3 k+ W
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+ c$ c8 D: ~: t+ L7 y1 v' t

& g4 Y5 A1 l5 R4 d) E" P8 z' m2),如何通过TLP测试来评价700V diode的ESD能力6 n9 d$ V* k$ Z  b) g8 e
  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。' G1 I* g+ o  L4 Y1 c% i
  是否 可以通过实验的方法来评价700 V diode的ESD能力4 g. C8 Q0 N* l4 s2 U$ R
  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
6 G( }, r2 y/ T" Y* X' y  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
/ K) k3 ~1 ?6 I% U/ H  ---------------
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 , E1 ]3 X; ]$ \+ q2 q4 n/ p9 J, s7 b6 ]
1、高压（700V）反偏二极管的ESD能力如何评估？:
0 O# p5 r) S5 [" }1 k/ A4 q- X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？# L* x7 z( Z& r" b4 O: ^
2、越是高压器件，ESD就越不是问题。这个观点对么？
; T. q9 x- v: e7 C1 [; E. h0 v* 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？
, h# W( c, T& k' D3 F: I4 i& t

7 j5 P" m; `% vANS 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。
! K. W+ m9 F' [# D2 hANS 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？- }3 z1 U( z" t2 f

* q/ v6 k  E( _" lPS1，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。
8 u; t& _! D+ z6 z( h9 O) d! a3 }* \6 U  {+ D
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。
: {% Q  I2 w5 C( v# ~1 F
1 v' E7 U% k# c! [; X% {# |3 t+ G# Y- b1 G
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作者: calton    時間: 2011-12-6 04:31 PM
回復 5# andyjackcao 1 U8 x! t/ z! m4 u" [" u% v+ R
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。
. R( t- k# g6 Q* z( u. ~% G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 9 Q  [" I: }1 g# Y' ^
嗯，多谢您的回复，茅塞顿开啊。( [# m3 y8 [2 V+ t# j, H7 u: J; Z
不过有点小小的疑问。: v: y/ w7 `) s
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 ...+ g* U9 U* `. v
CHIP321 發表於 2011-12-6 01:10 PM
( a0 z% k" t6 t4 h: w0 t4 q4 V' J, ?
. L0 u- Q1 p4 m# F% Q+ y2 V* O' @  W) ?

7 g3 ]* T+ }, u: [版主說的TLP逆推HBM值,才是DUT的準確評估.8 W, J; X! w2 H2 ]) k( @& H
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!9 Y4 Z' ?$ x6 [# O
! N: M; {5 [4 Y; w5 w/ S
700V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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