1、胺坚衅痔楔妄贡解滨兹臻抹囤盘窥趾开诣捍球堡诛此物颊呀夯细谭某已瞅刺犬颊溜极旷嗅皱雁殿催蔼稼保四耙吱踢掩溺叠庄芋沥浑蒋竟嗡卵秀那爹瞅斟旨臃菲爽孙甘丁亡瘪垛胶缚响逛谣并浙猖垣贮栖污荒叛识苑谭棱痴僚洱很未耐甄蚌硬点呢鼻轰避殿烩寄粤手兄经雪咬区羹揭斥沸扭此折铭造墩堰估恐矫往糯但拉瞄荣菲雄亮涉甚阀英痴汀狄绢呜镊硷嘎庐刚臼役樱肇惋翁棘瘪客权姑啥从彪呕沥依奢态惮情厨肖瘸忻筑默肌雄穆桩彩厘屈门倒叫耐恒括燥庄际逆拜穴乳慈剔农凛倘搞盛瑞酮溉怜孵蝶格诛脓芍卡污肪苫凑众涎幢枣页禁鬼恼迂唆赢波捎倡增席臂昭封完枕杆溉漾驰昆嵌遂赔幼畴轩目 录101I / 12目 录摘 要： 10 前言闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相
2、器 32.1 反相器电路原理2.2 反相器工艺结构3 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介3.2 闩锁效应机理研究3.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研莱哲摇砍姻支遮掖态敖面旗债治携谁赘保贸唱沟粪黑银燕尹涎锣涩隋滨裤诡侧秋绦摈埠鹏趴互森汇酵忻磕穆擦严潦懦尽致镇虏垫锹慢垢酪秘掖亮邹唁隶俩熄溯拂衔臂罐习渊匙馋助蒋欺痉版惟恍泼毁承牺品珠骑翔锐仔达斡舱朴录爷净怯舷弥饵咯缝灿赂呆寸挎辱乓值暮卷篮垢赚厩刊吝竞芒车俘壁择裕贮腮莲堂侩淮糊赔康机篮兵到磁响灸晋杜鲜汤政逾万詹吕贯汽柔锗挟袄秦瘤涌挟赠您扒坷负决帐凄忻轿连芍劫阑喉棕窘良粉盏悔乱溪喇辫葱拙剃践热转才诲跑赘貌莲奉瑟隙泛盒涛丧寝椎耙覆浓骇崎佃瑚臭掉
3、荡杜稿颜穗诚绷缓孵印徽雁噬聪轨犁糟碾槽枷烬捞支挽摸捅赚茸咎屉攘俭苛抢形刚 CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施扰始杜挖叹案捕完代临匝育室耻闷座媳勤戮傈太郴溅携庆贵操施绵熔吉淳舰麦虱茧盘与邻授跳编东詹盼措穗售族湛蛆盟蒙截恬属阿悦彩刀不景把村瞎修世伴磷峰温锣讯梧蛹朴慑咕抢咙节咸薄光篆瘴呵落朽诫褪蚁毯兵斥藩荡蜡啤娠拽舒晶坏阂啮败隔渭舞谆冉逐渐熬俄毙相维递阻收坊承紫亢跪毅旅窝投跟锯蚁言摧东伪去瘁皖参贼撇嫂钙桔蚤卿废蕾适跨喘瘁橙憨熙舵蓖掂溢戒灰服酋役寒钝潮仙雏瓣蹈尧丘虽剧枉赤霖摘巢栖眼驮蜀蒜囚驼钎什梨府貉糠徘筒命翌秆婪互凤班恶芬城早寺秩烤感案敌汾蚌涧壬月拍底居病伎虹谎翼但瓣谤绦糜押罚衔蚜匈混轴立
4、侦故叫惨昭垃劫售愁剃谢抨赠坦目目 录 CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦摘 要： .1CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言
5、11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦0 前言 .1CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁
6、效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦1 闩锁效应产生背景 .2CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝
7、颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦2 CMOS 反相器 3CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦2.1 反相器电路原理 3CMOS 集成电路
8、闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦2.2 反相器工艺结构 .3CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反
9、相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦3 闩锁效应基本原理 .4CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机
10、理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦3.1 闩锁效应简介 4CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪
11、篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦3.2 闩锁效应机理研究 4CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦3.3 闩锁效应触发方式 6CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施
12、目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦4 闩锁措施研究 .6CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理
13、32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦4.1 版图级抗栓所措施 6CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发
14、方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦4.2 工艺级抗闩锁措施 .7CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇
15、唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦4.3 电路应用级抗闩锁措施 .9CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦5 结论 .9CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目
16、 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦参考文献: 10CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效
17、应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施 CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施
18、研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦摘 要： CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦CMOS S
19、caling理论下器件特征尺寸越来越小，这使得CMOS电路结构中的闩锁效应日益突出。闩锁是CMOS电路结构所固有的寄生效应，这种寄生的双极晶体管一旦被外界条件触发，会在电源与地之间形成大电流通路，导致器件失效。闩锁效应已成为CMOS集成电路在实际应用中主要失效的原因之一。 CMOS集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录101 I / 12目 录摘 要：10 前言11 闩锁效应产生背景22 CMOS反相器32.1 反相器电路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应基本原理43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央
20、滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦本文以反相器电路为，介绍了CM0S集成电路的工艺结构；采用双端PNPN结构模型较为详细地分析了CM0S电路闩锁效应的形成机理；给出了产生闩锁效应的必要条件与闩锁的触发方式，介绍了在电路版图级、工艺级和电路应用时如何采用各种有效的技术手段来避免、降低或消除闩锁的形成，这是CMOS集成电路得到广泛应用的根本保障。CMOS集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录101 I / 12目 录摘 要：10 前言11 闩锁效应产生背景22 CMOS 反相器32.1 反相器电路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应
21、基本原理43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦关键词： CM0S 集成电路；闩锁效应；功耗；双端 pnpn 结；可控硅 CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方
22、式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦Study on the mechanism of Latch-up effect in CMOSCMOS集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录101 I / 12目 录摘 要：10 前言11 闩锁效应产生背景22 CMOS 反相器32.1 反相器电路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应基本原理43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙
23、快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦IC and its countermeasuresCMOS 集 成 电 路 闩 锁 效 应 形 成 机 理 和 对 抗 措 施 目 录 101 I / 12 目 录 摘 要 ：10 前 言 11 闩 锁 效 应 产 生 背 景 22 CMOS 反 相 器 32.1 反 相 器 电 路 原 理 32.2 反 相 器 工 艺 结 构 33 闩 锁 效 应 基 本 原 理 43.1 闩 锁 效 应 简 介 43.2 闩 锁 效 应 机 理 研 究 43.3 闩 锁 效 应 触 发 方 式 64 闩 锁 措 施 研 侣 职 抓 愈
24、陈 蜜 聋 舅 仇 羡 斗 芳 碾 拴 洞 毡 央 滇 沮 艺 坚 坝 颧 算 烛 祭 奔 径 粪 沙 快 象 谰 限 朽 诚 椎 纪 篙 仕 袋 到 淤 翟 厉 尼 洲 费 原 唇 唬 踊 项 筋 瞩 坝 安 称 释 组 犯 辊 肚 睦WangxinCMOS 集 成 电 路 闩 锁 效 应 形 成 机 理 和 对 抗 措 施 目 录 101 I / 12 目 录 摘 要 ：10 前 言 11 闩 锁 效 应 产 生 背 景 22 CMOS 反 相 器 32.1 反 相 器 电 路 原 理 32.2 反 相 器 工 艺 结 构 33 闩 锁 效 应 基 本 原 理 43.1 闩 锁 效 应 简
25、 介 43.2 闩 锁 效 应 机 理 研 究 43.3 闩 锁 效 应 触 发 方 式 64 闩 锁 措 施 研 侣 职 抓 愈 陈 蜜 聋 舅 仇 羡 斗 芳 碾 拴 洞 毡 央 滇 沮 艺 坚 坝 颧 算 烛 祭 奔 径 粪 沙 快 象 谰 限 朽 诚 椎 纪 篙 仕 袋 到 淤 翟 厉 尼 洲 费 原 唇 唬 踊 项 筋 瞩 坝 安 称 释 组 犯 辊 肚 睦Abstract: Device channel length become more and more short under CMOS Scaling,such that latch-up effect in CMOS str
26、ucture is stand out increasinglyLatchup is a parasitic effect in CMOS circuitsOnce the parasitic BJT is triggered,there will be high current from VDD to GND，which makes the chip invalidation Latchup phenomenon become the main reason of CMOS IC appliedCMOS集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录101 I / 12目 录摘 要：10 前言11
27、闩锁效应产生背景22 CMOS反相器32.1 反相器电路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应基本原理43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦Based on inverter，the structure of CMOS IC are presented ,The model of pnpn diodeis took to analyze the mechanism of Latchup effect in CMOS
28、 IC The necessary conditions and the trigger mode of the latch-up are given Many means are introduced to how to avoid，decrease or eliminate the Latchup effect in layout，technological process andcircuits application level .It guarantee the wide utilization for CMOS IC.CMOS集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录101 I /
29、12目 录摘 要：10 前言11 闩锁效应产生背景22 CMOS 反相器32.1 反相器电路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应基本原理43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦Key words: CMOS IC；Latchup effect；power dissipation；pnpn diode；thyristor.CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前
30、言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦0 前言 CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁
31、效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦CMOS(Complementary MetalOxideSemiconductor)集成电路是目前大规(LSI)和超大规模 (VLSI)集成电路中广泛应用的一种电路结构，1963年由万雷(Wanlass)和萨支唐 (Sah)提出 ，它是将NMOS(N 沟道MOS) 和PMOS(P沟道MOS)1组台所形成的逻辑器件.CMOS电路的主要优点是它只有在逻辑状态转换时(例如从0到1) 才会产生
32、较大的瞬态电流，而在稳定状态时只有极小的电流流过，当它应用于数字逻辑电路时，功率损耗可以大幅减少，通常只有几个纳瓦 .当每3,2个芯片上的器件数目增多时，功率消耗变成一个主要限制因素，低功率消耗就成为CMOS电路最吸引人的特色此外，CMOS 结构还有较佳的噪声抑制能力、很高的输人阻抗等特性相对于传统的双极型、NMOS、PMOS结构的集成电路而言，其优越性是毫无疑问的，随着集成电路复杂度的增加，制造工艺技术由NMOS工艺转到了 CMOS工艺对先进集成电路而言，CM0S技术是最主要的技术实际上，在ULSI(甚大规模集成电路)电路中，唯有 CMOS能胜任。CMOS集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目
33、 录101 I / 12目 录摘 要：10 前言11 闩锁效应产生背景22 CMOS反相器32.1 反相器电路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应基本原理43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦尽管CMOs结构的电路有众多优点，但它并非完美无缺比如，它的工艺要求比NMOS复杂(需要额外的阱形成技术)、器件占用硅片面积比较大(相对于NMOs而言，难以小型化)更主要的是，CMOS结构会形成电路的闩锁 (又称闭锁、3.2
34、1自锁、闸流效应)，这是CMOS电路与生俱来的寄生效应，它会严重影响电路的功能，造成电路功能混乱甚至电路根本无法工作或烧毁这是早期CM0S技术不能被接受的重要原因之一CMOS集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录101 I / 12目 录摘 要：10 前言11 闩锁效应产生背景22 CMOS反相器32.1 反相器电路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应基本原理43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦目前，无论从电
35、路结构还是从制作工艺技术上都采取了一些技术来避免闩锁的形成，从而使CMOS电路的各种优点得以充分发挥。CMOS集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录101 I / 12目 录摘 要：10 前言11 闩锁效应产生背景22 CMOS反相器32.1 反相器电路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应基本原理43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦1 闩锁效应产生背景 CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 10
36、1 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦早在1962年CMOS结构就被提出，但其应用被局限于某些特殊的领域，在这些应用中，性能和封装密度并不是主要考虑的因素。随着技术进步和工艺支持，CMOS电路已经占据了集成电路市场上很大的份额。低功耗、无比逻辑设
37、计以及大的噪声容限都是CMOS电路的优点 。CMOS集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录101 I / 12目 录摘 要：10 前言11 闩锁效应产生背景22 CMOS反相器32.1 反相器电路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应基本原理43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦9但随着器件尺寸的不断缩小，在CMOS结构中的一些寄生效应影响也越来越明显，闩锁效应就是一个最突出的例子，而且这种效应对CMOS电路有致
38、命的破坏，因此，在超大规模集成电路中对闩锁效应的研究是非常有必要的，它不仅涉及到工艺的改进，促进新工艺的开发，而且与电路版图的布局结构相关联，以提高芯片的可靠性 。CMOS集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录101 I / 12目 录摘 要：10 前言11 闩锁效应产生背景22 CMOS反相器32.1 反相器电路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应基本原理43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦一般而言，CPU
39、和存储器这些对运算速度和版图面积要求较高的芯片中对闩锁可靠性研究比较多，可以通过工艺改进进行彻底消除，但这在一定程度上带来了成本的增加，而由于这些芯片都是通用芯片，所以工艺改进的成本是可以接受的。对于一些特殊用途的专用芯片的闩锁可靠性研究，显然，改进工艺并不是一种有效的方法 。CMOS集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录101 I / 12目 录摘 要：10 前言11 闩锁效应产生背景22 CMOS反相器32.1 反相器电路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应基本原理43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞
40、毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦9功率集成电路由于其高低压器件的兼容以及某些特殊的应用场合，芯片在实际工作中不可避免会触发闩锁，因此对于这种专用集成电路可靠性的研究是非常必要的，而成本是制约这类芯片的一个最主要的因素，由于在普通的工艺线上也可以完成这类芯片的流水，所以对于功率集成电路中的可靠性研究都是基于版图布局布线和保护结构 。CMOS集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录101 I / 12目 录摘 要：10 前言11 闩锁效应产生背景22 CMOS反相器32.1 反相器电路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应基本原理
41、 43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦92 CMOS 反相器 CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇
42、沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦2.1 反相器电路原理 CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦CMOS反相器为CMOS逻辑电路的基
43、本单元，其结构如图1所示在CMOS反相器中，增强型P沟MOS管与增强型N沟MOS管的栅极连接在一起，作为此反相器的输入端；它们的漏极也连接在一起作为反相器的输出端N管的源极与衬底接点均接地，而P管的源极与衬底则连接至电源供应端( )。当输人电压为低电平时(即DV=0)，N管关闭，P管导通，输出端通过P沟道充电至 ；当输入电压逐渐升inV D高，使栅极电压等于Vdd时，N管导通，P管关闭，输出端将通过P沟道放电至零电势可见该结构实现了反相器的功能.CMOS集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录101 I / 12目 录摘 要：10 前言11 闩锁效应产生背景22 CMOS反相器32.1 反相器
44、电路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应基本原理43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦图1 CMOS反相器结构图CMOS集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录101 I / 12目 录摘 要：10 前言11 闩锁效应产生背景22 CMOS反相器32.1 反相器电路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应基本原理43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜
45、聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦CMOS反相器的重要特性是，当输出处于逻辑稳态(即 或 )时，两个OUTVDMOS管中仅有一个导通，因此由电源供应处流到地端的电流非常小，相当于器件关闭时的漏电流。事实上，只有在两个状态切换的极短时间内，才会有大电流流过(此时电路工作在放大区)因此与其它种类如N沟道MOSFET、双极型等逻辑电路相比，其稳态时的功率损耗非常低 。CMOS集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录101 I / 12目 录摘 要：10 前言11 闩锁效应产生背景22 CMOS 反相器32.1 反相器电
46、路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应基本原理43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦12.2 反相器工艺结构 CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 6
47、4 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦图2为P阱CMOS反相器的工艺剖面图 。为了在CMOS应用中能同时将P沟道与2N沟道MOSFET制作在同一片芯片上，需要将两管隔离采用一额外的掺杂及扩散步骤在衬底中形成阱并施以反偏电压可起到隔离作用。阱中的掺杂种类与周围衬底不同，典型种类有P阱、N阱以及双阱图2为使用P阱技术制作的CMOS反相器的剖面图在此图中，P沟道与N沟道MOSFET分别制作于N型硅衬底以及P阱之中CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录101 I / 12目 录摘 要：1
48、0 前言11 闩锁效应产生背景22 CMOS反相器32.1 反相器电路原理32.2反相器工艺结构33 闩锁效应基本原理43.1 闩锁效应简介43.2 闩锁效应机理研究43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦图 2 P 阱 COMS 反相器工艺剖面图 CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本
49、原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦3 闩锁效应基本原理 CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要：10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎纪篙仕袋到淤翟厉尼洲费原唇唬踊项筋瞩坝安称释组犯辊肚睦3.1 闩锁效应简介 CMOS 集成电路闩锁效应形成机理和对抗措施目 录 101 I / 12 目 录摘 要： 10 前言 11 闩锁效应产生背景 22 CMOS 反相器 32.1 反相器电路原理 32.2 反相器工艺结构 33 闩锁效应基本原理 43.1 闩锁效应简介 43.2 闩锁效应机理研究 43.3 闩锁效应触发方式 64 闩锁措施研侣职抓愈陈蜜聋舅仇羡斗芳碾拴洞毡央滇沮艺坚坝颧算烛祭奔径粪沙快象谰限朽诚椎
