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ESD(Electrostatic Discharge,静电泄放)是集成电路行业中最重要的可靠性问题之一,每年将近40%的失效IC芯片是由ESD/EOS(电过载)引起的。随着半导体工艺的发展,特别是高压智能功率技术的普遍应用,使得高压ESD问题越来越突出。而高压ESD最突出的问题是维持电压过低,在上电情况下发生ESD,容易导致闩锁效应。本文首先介绍了ESD的基本工作原理和几种常见的ESD器件,讨论了CMOS闩锁效应、影响CMOS闩锁效应的参数以及闩锁效应与ESD的关系和区分,分析了高压ESD的闩锁效应问题,指出了提高维持电压是解决闩锁效应的有效的方法,并给出了几种提高维持电压的方法和案例。其次,提出了一种新型的用于高压ESD防护的自触发STSCR-LDMOS(Substrate Trigger Semiconductor Control Rectifier-Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor,衬底触发硅控晶闸管-横向双扩散金属半导体场效应管)堆叠结构,解释了其工作机理,并采用多脉冲(TLP Transmission Line Pulse,传输线)仿真方法进行仿真和分析。分析结果表明自触发STSCR-LDMOS堆叠结构的维持电压随着堆叠个数的增加而成倍的增加,而触发电压主要取决于STSCR-LDMOS1的触发电压,以触发电阻为100Ω时为例,当堆叠个数从1增加到4,维持电压从6.9V增加到25.4V,而触发电压只从71.6V增加到了79.7V。同时分析了STSCR-LDMOS的阴极N+与P+之间的距离L、P-trig端P+与阴极N+之间的距离L0以及触发电阻对堆叠结构的维持电压和触发电压的影响,给出了距离L、L0和触发电阻的最佳值。最后,提出了LDMOS触发STSCR-LDMOS堆叠结构,这是自触发STSCRLDMOS堆叠结构的一种优化结构,仿真分析表明,LDMOS触发STSCR-LDMOS堆叠结构具有更小的触发电压,且其受触发电阻的影响更小,因此可以堆叠更多的STSCR-LDMOS单元,以获得更高的维持电压。以触发电阻为50Ω时为例,当堆叠个数从1增加到6时,维持电压从7.4V增加到40.5V,而触发电压从70.1V只增加到了75.3V。