閉鎖效應

閉鎖效應是某些器件或積體電路中發生像晶閘管(可控矽,SCR)那樣的柵極(控制極)能夠控制導通、但是不能控制關斷的一種現象,是造成IC失效的一種重要原因

名詞介紹

閉[自]鎖效應(latch-up effect):

這是某些器件或積體電路中發生像晶閘管(可控矽,SCR)那樣的柵極(控制極)能夠控制導通、但是不能控制關斷的一種現象,是造成IC失效的一種重要原因。

晶閘管的結構是p-n-p-n,它可看成是由兩個BJT共用一個基區而組合起來的一種器件。它的柵極(控制極)電壓可以觸發晶閘管導通,但是柵極電壓不能使晶閘管關斷。對於器件 (例如CMOS反向器) 或者積體電路而言,如果其中存在有p-n-p-n這種晶閘管結構,只要有某些不定因素的觸發(例如在大電流脈衝干擾或輸入脈衝干擾,特別是γ射線的瞬時輻照), 使得p-n-p-n結構出現正嚮導通時,即產生很大的電流,並且再也不能自己關斷,而這時若電源能提供足夠大的電流,從而就將引起器件失效。這種現象就稱為閉鎖效應。

產生自鎖

需要滿足的三個基本條件(只要有一個條件不滿足,即不能發生自鎖)是:①外界觸發作用使構成晶閘管的兩個寄生BJT的發射結正偏;②兩個寄生BJT具有一定的電流放大係數(兩個BJT電流放大係數的乘積應該>1);③電源能提供足夠大的電流(要大於寄生SCR導通所需要的維持電流)。

為了消除閉鎖效應,可在版圖設計上、在工藝上和在測試上以及套用上來採取各種措施。例如減小各個寄生BJT的電流放大係數、減小CMOS中的襯底和n-阱的電阻、採用SOI-CMOS工藝技術等。

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