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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？
, Z! |) w! I5 o- M0 k$ J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？
) B6 F6 k) X, h2、越是高压器件，ESD就越不是问题。这个观点对么？- S# Q- a- e" r6 Z8 a# c* t$ l
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 % t3 p4 _6 U% l' c4 _
& v6 t2 _1 w. \/ y
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 B$ Q7 u" e9 Y1 I2 d
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
! ?+ l) q7 L6 U+ s) X  Z2KV时为1.34A1 f* k2 o3 l, C! S4 r( {: ^
个人意见：
7 U* Y2 g+ \4 X* B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
" S4 P7 E, n" O6 p8 `  Y; V$ |: f7 f# a3 E3 B7 Y
一个耐压2KV的器件是肯定能过HBM 2KV的。这样理解对
- p( D# E' [$ p-------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 2 E. m9 T- U$ l# {: C+ j+ T& ^. |- }

$ j( y# Q% S& S0 K+ V5 q我重点想关注的是700V Diode 的ESD能力如何通过TLP考察？4 L* I8 |- Y( q% f
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。
2 g% B" H1 ^" x$ ^7 j1、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？
: g% W# ^; r4 R0 [- n& X' J# ~# s0 R2、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？
& k0 d- F) a. E' t: o. t- X- _, G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。
  f+ Z5 d3 i% R+ ]6 G4 ~* }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？
5 D9 {$ g$ W& Y. k# G7 r7 _; B/ _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' l) z, ]8 \, ?; i

/ z/ G6 B1 U3 N  M3 L' U2),如何通过TLP测试来评价700V diode的ESD能力
, G& U- u- M/ a6 x+ }$ 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。  R0 x" Q! R  s. `
  是否 可以通过实验的方法来评价700 V diode的ESD能力, T2 M0 t( ]7 f/ A' a* {) x$ a
  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
7 N8 y+ h8 j* n  J/ [8 ~7 _! n( ]  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8 ?+ C3 ^* d. y
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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
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1、高压（700V）反偏二极管的ESD能力如何评估？: ; S% i$ E* N0 a, W( \
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？
9 M. G9 v" w3 i2、越是高压器件，ESD就越不是问题。这个观点对么？  I: A6 J. `. u, r7 P4 r
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？

/ J5 Y$ X& `" j1 Q7 @1 C+ W( a
" `1 q2 H$ x! nANS 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。2 L: {& Y. O* G4 J0 z0 J
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？3 B6 C/ h) r( _2 k8 u

: w8 p, O* C/ R/ h6 [% R; UPS1，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。1 Z; N$ |; M0 d6 m0 g; W+ I+ A3 B
, Q  |, a& w3 K
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。
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作者: calton    時間: 2011-12-6 04:31 PM
回復 5# andyjackcao / N2 [8 }- c" w1 s3 i2 W* D
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。
& U# T- o9 e' c4 x$ |3 @3 F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 F  U, d3 _2 t: x7 i嗯，多谢您的回复，茅塞顿开啊。
. Y' n6 s. n0 U4 o' A2 [3 M不过有点小小的疑问。7 ~" a0 U& B) B' g- Y0 W; S9 L
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 ...
3 `( ]3 `( g) q) N& TCHIP321 發表於 2011-12-6 01:10 PM

5 T9 S; g' G7 H2 ?. d! O) R* [
5 k( h0 o: D' g8 {: f$ P3 ^% l! V) C/ n9 A5 D) P/ k
版主說的TLP逆推HBM值,才是DUT的準確評估.
( Y* o% b3 V9 b3 M/ f4 F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!
1 \, I! \5 j9 m4 E' M. f
, @, g: Z2 Y- L2 K700V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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