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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？
. V9 h8 U6 E8 u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？
. ^4 }/ c, q8 [& I" Q6 ^2、越是高压器件，ESD就越不是问题。这个观点对么？
$ r' J3 v; a  y4 u3 ^! H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 8 k3 `% h$ D0 Z

2 [% G  t2 o1 n1 D) m, l1 d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 [5 n5 g; P' ?0 \: n/ ]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0 M+ t' N: O) x: _  @
2KV时为1.34A2 G6 w& Z1 h$ a% K7 w) W
个人意见：
( P, O5 A  i, f* o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  c1 S2 Z( ]5 _( M1 N* n
0 H0 R5 X6 H. V1 q. K: w
一个耐压2KV的器件是肯定能过HBM 2KV的。这样理解对7 B0 b$ D) h0 g/ D
-------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
* k" k5 g( V9 A2 k- P  J; L7 l$ ~, ?6 N8 b% S0 @; K: A4 r1 g
我重点想关注的是700V Diode 的ESD能力如何通过TLP考察？- e" ^4 G" v5 v4 b' R: Z) a' R
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。* F2 b8 |" k$ h" w9 b2 |0 R+ D
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？
' x% E' P- R7 |7 N: Y2、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？6 g; U! f. L+ |$ q: N: R0 \
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。8 g! B2 M& E# [- A! G
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？
0 Y! T' R# M. I" ]; n1 p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
! @* f5 h2 J6 _% W" h0 U5 {$ ?& Z  Z* j! g
2),如何通过TLP测试来评价700V diode的ESD能力- x$ ^8 }! L: q  h: Q$ X
  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。' `. X) n+ v- h
  是否 可以通过实验的方法来评价700 V diode的ESD能力
; r1 `% K; y- K' \. Z; m; A1 a0 W; K  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# {- x  Q9 k+ n/ z# j( W0 `8 t
  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
0 N7 q. V3 {  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 . `, s  b2 P3 n# A: A* U
1、高压（700V）反偏二极管的ESD能力如何评估？: : k  Q, D4 I3 G5 K
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？& X9 I$ o) Q% N4 ~
2、越是高压器件，ESD就越不是问题。这个观点对么？9 q5 ~' v- I( ]# I
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？
1 Q3 Y* p: b6 A/ P3 o8 {+ K
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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。$ T: t' _3 p5 r& n  E1 a
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？
: B  |. x% `  i) P1 R
. Q: N% ?$ ^$ o! ?2 ~, Q# xPS1，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。
: |$ m; _' m4 o6 j( N8 n1 w4 S3 m
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。5 s1 ~9 a( |( v8 P2 T2 j% [5 }

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作者: calton    時間: 2011-12-6 04:31 PM
回復 5# andyjackcao 1 ~' k) F! u5 B9 v7 L+ q
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。
( _, D1 V. {! B( k% O* V$ ?  P, u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 ) ?, g  V# h0 T( d1 n5 b* V# j
嗯，多谢您的回复，茅塞顿开啊。
4 s* V, m( p$ e不过有点小小的疑问。5 U- }) Q# k* X: \! `" m8 v
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 ..." ~8 g+ G! I2 y/ T! \
CHIP321 發表於 2011-12-6 01:10 PM

% M8 a- R3 `! J' R: {5 g5 x! l* ]; ^2 ]6 p" P9 P9 X

/ U* f0 |7 X* m+ _版主說的TLP逆推HBM值,才是DUT的準確評估.
) O3 m* j1 n( R7 a0 n. C5 C. i) t: t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!
) J6 _# D+ v' {4 ]" ]# Y' t
3 S% M" D1 m# c& g700V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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