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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？. U+ |5 Q9 Q( e$ I+ m# ?+ 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？+ R# y4 r; U( O0 m( l2 c3 S
2、越是高压器件，ESD就越不是问题。这个观点对么？* e, j8 v% ]0 F" j3 v
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 4 h. I- w& t6 ]( @. f5 u2 F, P  {( y

: Q0 S/ P0 W+ 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。-----这时候的VT2是1000V，IT2=0.14A6 w; S' }7 [  G& Y/ v6 j  O3 a6 L
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" A) r$ Z, ?; m7 L" ^# m# r: J
2KV时为1.34A& E1 b( m9 ^: O/ p, y% F
个人意见：
! r6 T, E: c, f6 j, o/ P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# Y' Z0 ^4 M- T4 \5 K1 @

. A9 Q# O# {/ p0 Z; w% V一个耐压2KV的器件是肯定能过HBM 2KV的。这样理解对) I2 c4 H- v+ Y4 |/ ]
-------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
6 I, }5 M2 K& N; @" r+ O
: f" k3 H& U' F  J% Z8 D$ C我重点想关注的是700V Diode 的ESD能力如何通过TLP考察？; l8 g8 |% o6 Q" F2 G3 u
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。  a/ O7 g( Z7 j
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？
! O- K/ h4 ?! I9 ?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？
/ S7 v9 ~; n  w2 [9 w* k$ v8 K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。  j9 I  d) J3 K, N+ V! d
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？$ i, [8 J1 q/ l% P7 H! N
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# S& [2 x" r! z! ?+ y
4 s% Z+ C  H8 A- C8 W
2),如何通过TLP测试来评价700V diode的ESD能力  z* Y" o7 C- F& }6 w# M! I6 W5 ~1 Z
  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。; j$ Y3 I. k/ A. K) A  R% O/ X7 r6 n
  是否 可以通过实验的方法来评价700 V diode的ESD能力
+ k, ~2 X/ P4 \  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" K3 T8 V3 B6 q+ G5 a" Q
  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. Q$ Z1 t! o) |- p. o- E. d- S/ `
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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
" a5 t+ P5 [% v! o
1、高压（700V）反偏二极管的ESD能力如何评估？:
$ O& e* I( B' J- R: P9 ^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？. I9 b( ?% O+ g# x+ V: p* m. X( c
2、越是高压器件，ESD就越不是问题。这个观点对么？
8 _+ h9 Q3 |" y, j0 a  O& t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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/ |! V& b5 J8 `& P
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。
  Y* s6 ~8 r, l  l8 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？* w3 I( W+ _% h! y) X* R8 a: p9 u* ?
- @) _0 E) B( w
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。
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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。3 b6 f* `9 @# I

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作者: calton    時間: 2011-12-6 04:31 PM
回復 5# andyjackcao
) b0 ^; A' X/ e; f( }; G3 I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 W' K1 Y7 f8 C/ }
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 ; I2 T/ y1 @- B# I5 I" l& u% t
嗯，多谢您的回复，茅塞顿开啊。4 t* ?, ]+ B7 J8 U% M- i: i
不过有点小小的疑问。
( F. C1 j5 ~7 C& P0 D2 R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 ...0 n8 [1 T" V/ ], ^; C# Z
CHIP321 發表於 2011-12-6 01:10 PM

8 H6 F2 d; J$ [% C: B6 Y: s  h2 l" {8 m; R

4 k+ F$ p% E1 j0 H% }0 Y版主說的TLP逆推HBM值,才是DUT的準確評估.5 ?8 ~+ \7 U! T8 B5 {; q* d
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!
% j9 O" ?. ]1 H
3 X1 ^$ j0 D' R+ i4 w) p" |3 I+ w4 T% z700V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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