• 전기전자학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.890-894
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• 2020

본 논문에서는 대표적인 ESD 보호소자인 LVTSCR의 구조적 변화를 통해 높은 홀딩전압 특성을 가지는 ESD 보호소자를 제안한다. 제안된 ESD 보호소자는 병렬 PNP path와 긴 N+ drift 영역을 삽입하여 기존의 LVTSCR보다 높은 홀딩전압을 가지며, 일반적인 SCR 기반 ESD보호소자의 단점인 Latch-up 면역특성을 향상시킨다. 또한 기생 BJT들의 유효 베이스 폭을 설계변수로 설정하였으며, N-Stack 기술을 적용하여 요구되는 application에 적용할 수 있도록 시놉시스사의 TCAD 시뮬레이션을 통해 제안된 ESD 보호소자의 전기적 특성을 검증하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.150-154
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• 2019

In the design of semiconductor integrated circuits, ESD is one of the important issues related to product quality improvement and reliability. In particular, as the process progresses and the thickness of the gate oxide film decreases, ESD is recognized as an important problem of integrated circuit design. Many ESD protection circuits have been studied to solve such ESD problems. In addition, the proposed device can modify the existing SCR structure without adding external circuit to effectively protect the gate oxide of the internal circuit by low trigger voltage, and prevent the undesired latch-up phenomenon in the steady state with high holding voltage. In this paper, SCR-based novel ESD(Electro-Static Discharge) device with the high holding voltage has been proposed. The proposed device has the lower triggering voltage without an external trigger circuitry and the high holding voltage to prevent latch-up phenomenon during the normal condition. Using TCAD simulation results, not only the design factors that influence the holding voltage, but also comparison of conventional ESD protection device(ggNMOS, SCR), are explained. The proposed device was fabricated using 0.35um BCD process and was measured electrical characteristic and robustness. In the result, the proposed device has triggering voltage of 13.1V and holding voltage of 11.4V and HBM 5kV, MM 250V ESD robustness.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.119-123
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• 2022

본 논문은 추가 기생 바이폴라 BJT로 인해 높은 홀딩전압을 갖는 ESD 보호소자에 Self-Biasing 구조를 추가하여 12V 급 어플리케이션에 적합한 새로운 ESD 보호소자를 제안한다. 제안된 소자의 동작원리와 전기적 특성 검증을 위해 Synopsys사의 TCAD Simulation을 사용하여 current density simulation과 HBM simulation을 수행하였고 추가된 Self-Biasing 구조 동작을 확인하였다. Simulation 결과 제안된 ESD 보호소자는 기존의 ESD 보호소자와 비교하여 높은 수준의 홀딩전압을 갖는 것을 확인하였고 이는 듀얼구조로 인한 높은 면적효율과 12V급 어플리케이션에서 충분한 래치업 면역 특성을 가질 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2002년도 춘계종합학술대회
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• pp.288-292
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• 2002

RF 회로에 적합한 새로운 형태의 on-chip ESD protection 방법을 제시하였다. RF 회로의 특성을 이용하여 DC blocking capacitor 앞에 short-circuited stub를 달아서 ESD 소자로 활용하였다. 특히 short-circuited stub를 매칭 회로의 일부로 사용하여 stub의 길이를 줄일 수 있다. 또한 short-circuited stub의 width와 metal의 성분으로 ESD threshold voltage를 쉽게 예측 가능하다. 기존의 ESD 방지 회로와 달리 RF 회로를 위한 ESD 방지 회로에서 문제시되던 기생 capacitance 성분에 대한 문제점을 해결 할 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.168-173
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• 2021

본 논문에서는 일반적인 ESD 보호소자인 LVTSCR의 구조적 변경을 통해 향상된 전기적 특성을 달성한 새로운 구조의 ESD 보호소자를 제안한다. 또한 요구되는 전압 Application에 따른 ESD Design Window에 최적화된 설계를 위하여 N-Stack 기술을 적용한다. 기존의 LVTSCR 구조에 추가로 삽입된 N-Well 영역은 Anode와 전기적으로 연결함으로써 추가적인 ESD 방전경로를 제공하고 이는 온-저항 및 온도 특성을 향상시킨다. 또한 짧은 Trigger 경로는 기존의 LVTSCR보다 더 낮은 Trigger Voltage 가지므로 우수한 Snapback 특성을 지닌다. 그리고 제안된 ESD 보호소자의 전기적 특성을 검증하기 위해 Synopsys 사의 T-CAD Simulator을 이용하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권3호
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• pp.339-344
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• 2014

This paper presents a novel bipolar junction transistor (BJT) based electrostatic discharge (ESD) protection device. This protection device was designed for 20V power clamps and fabricated by a process with Bipolar-CMOS-DMOS (BCD) $0.18{\mu}m$. The current-voltage characteristics of this protection device was verified by the transmission line pulse (TLP) system and the DC BV characteristic was verified by using a semiconductor parameter analyzer. From the experimental results, the proposed device has a trigger voltage of 29.1V, holding voltage of 22.4V and low on-resistance of approximately $1.6{\Omega}$. In addition, the test of ESD robustness showed that the ESD successfully passed through human body model (HBM) 8kV. In this paper, the operational mechanism of this protection device was investigated by structural analysis of the proposed device. In addition, the proposed device were obtained as stack structures and verified.

• 전기전자학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.172-180
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• 2003

CMOS RF IC에서 중요한 문제가 되는 입력 노드에의 기생 커패시턴스 추가 문제를 줄이기 위해, 2차원 소자 시뮬레이션 결과 및 그에 따른 분석을 기반으로, 표준 CMOS 공정에서 쉽게 제작 가능한 pnpn 싸이리스터 구조의 ESD 보호용 소자를 제안한다. 제안된 소자의 DC 항복특성을 일반적으로 사용되고 있는 보호용 NMOS 트랜지스터 경우와 비교 분석하여 제안된 소자를 사용하였을 경우의 이점을 입증한다. 시뮬레이션을 통해 제안된 소자에 의한 특성 향상을 보이고 이와 관련된 미케니즘들에 대해 설명한다. 또한 제안된 소자의 최적 구조를 정의하기 위해 소자구조에 따른 특성변화를 조사한다. ESD 보호용으로 제안된 소자를 사용할 경우 추가되는 기생 커패시턴스의 감소 정도를 보이기 위해 AC 시뮬레이션 결과도 소개한다. 본 논문의 분석 결과는, CMOS RF IC에서 ESD 보호용으로 제안된 소자를 사용할 경우 NMOS 트랜지스터를 사용할 경우와 대비, 동일한 ESD 강도를 유지하면서 입력노드에 추가되는 커패시턴스의 양을 1/40 정도로 줄일 수 있는 가능성을 보여준다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1309-1313
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• 2019

본 논문에서는 Gate grounded NMOS(GGNMOS)와 Gate grounded Lateral insulated gate bipolar transistor(GGLIGBT), Silicon Controlled Rectifier(SCR), 그리고 제안된 ESD 보호 소자에 대한 전기적 특성을 비교 및 분석하였다. 우선 각 소자에 대한 I-V 특성 곡선을 시뮬레이션 함으로써 트리거 전압과 홀딩 전압을 확인하였다. 그 후에 각 소자에 대한 HBM 4k 시뮬레이션을 통해서 감내 특성을 확인하였다. HBM 4k 시뮬레이션 결과, 제안된 ESD 보호소자의 최대 온도가 GGNMOS와 GGLIGBT와 SCR에 비해서 낮기 때문에 그만큼 감내 특성이 개선되었다고 할 수 있으며, 이는 신뢰성 측면에서 우수한 ESD 보호소자임을 의미한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1370-1371
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• 2006

An electrostatic discharge (ESD) protection device, so called, N-type extended drain silicon controlled rectifier (NEDSCR) device, was analyzed for high voltage I/O applications. A conventional NEDSCR device shows typical SCR-like characteristics with extremely low snapback holding voltage. This may cause latchup problem during normal operation. However, a modified NEDSCR device with proper junction / channel engineering demonstrates itself with both the excellent ESD protection performance and the high latchup immunity.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제6권4호
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• pp.53-57
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• 2007

In paper, We evaluated for various diode type ESD protection device using TLP measurement method. An Evaluation diode is divided to Enclosed type and Stripe type as pattern style in extensive. These diodes is split up followed factor that Anode-to-Cathod space, N+ region width, Multi type and Contact to Active space. After a TLP measurement, we can be got the Vt2, It2 by I-V characteristic values. In the results, diode of enclosed type is present relatively higher Current capability(It2) than stripe type in a same voltage conditions. And the Second-breakdown voltage(Vt2) were that Stripe type's diode higher than Enclosed type's diode as have $14{\sim}15V$. Finally we suggest the best diode design condition as ESD protection device using entire consequence.