过电应力(EOS)器件.电路与系统

本书特色

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本书系统地介绍了过电应力（eos）器件、电路与系统设计，并给出了大量实例，将eos理论工程化。主要内容有eos基础、eos现象、eos成因、eos源、eos物理及eos失效机制，eos电路与系统设计及eda，半导体器件、电路与系统中的eos失效及eos片上与系统设计。本书是作者半导体器件可靠性系列书籍的延续。对于专业模拟集成电路及射频集成电路设计工程师，以及系统esd工程师具有较高的参考价值。随着纳米电子时代的到来，本书是一本重要的参考书，同时也是面向现代技术问题有益的启示。本书主要面向需要学习和参考eos相关设计的工程师，或需要学习eos相关知识的微电子科学与工程和集成电路设计专业高年级本科生和研究生。

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内容简介

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由于工艺尺寸从微电子到纳电子等比例缩小，过电应力（eos）持续影响着半导体制造、半导体器件和系统。本书介绍了eos基础以及如何减缓eos失效。本书提供eos现象、eos成因、eos源、eos物理、eos失效机制、eos片上和系统设计等清晰图片，也提出关于制造工艺、片上集成和系统级eos保护网络中eos源等富有启发性的观点，同时给出特殊工艺、电路和芯片的实例。本书在内容上全面覆盖从片上设计与电子设计自动化到工厂级eos项目管理的eos生产制造问题。 

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作者简介

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Steven H.Voldman博士由于在CMOS、SOI和SiGe工艺下的静电放电（ESD）保护方面所作出的贡献，而成为了ESD领域的首位IEEE Fellow。他于1979年在布法罗大学获得工程学学士学位；并于1981年在麻省理工学院（MIT）获得了电子工程方向的一个硕士学位；后来又在MIT获得第二个电子工程学位（工程硕士学位）；1986年他在IBM的驻地研究员计划的支持下，从佛蒙特大学获得了工程物理学硕士学位，并于1991年从该校获得电子工程博士学位。他作为IBM研发团队的一员已经有25年的历史，主要致力于半导体器件物理、器件设计和可靠性（如软失效率、热电子、漏电机制、闩锁、ESD和EOS）的研究工作。他在ESD和CMOS闩锁领域获得了245项美国专利。

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目录

目  录译者序作者简介原书前言致谢第1章eos基本原理11.1eos11.1.1eos成本21.1.2产品现场返回——eos百分比21.1.3产品现场返回——无缺陷与eos31.1.4产品失效——集成电路的失效31.1.5eos事件的分类31.1.6过电流51.1.7过电压51.1.8过电功率51.2eos解密61.2.1eos事件61.3eos源71.3.1制造环境中的eos源71.3.2生产环境中的eos源81.4eos的误解81.5eos源*小化91.6eos减缓91.7eos损伤迹象101.7.1eos损伤迹象——电气特征101.7.2eos损伤迹象——可见特征101.8eos与esd111.8.1大/小电流eos与esd事件比较121.8.2eos与esd的差异 121.8.3eos与esd的相同点141.8.4大/小电流eos与esd波形比较141.8.5eos与esd事件失效损伤比较141.9emi161.10emc161.11过热应力171.11.1eos与过热应力171.11.2温度相关的eos181.11.3eos与熔融温度181.12工艺等比例缩小的可靠性191.12.1工艺等比例缩小可靠性与浴盆曲线可靠性191.12.2可缩放的可靠性设计框201.12.3可缩放的esd设计框201.12.4加载电压、触发电压和绝对*大电压201.13安全工作区211.13.1电气安全工作区221.13.2热安全工作区221.13.3瞬态安全工作区221.14总结及综述 23参考文献24第2章eos模型基本原理302.1热时间常数302.1.1热扩散时间302.1.2绝热区时间常数312.1.3热扩散区时间常数322.1.4稳态时间常数322.2脉冲时间常数322.2.1esd hbm脉冲时间常数322.2.2esd mm脉冲时间常数332.2.3esd充电器件模型脉冲时间常数332.2.4esd脉冲时间常数——传输线脉冲332.2.5esd脉冲时间常数——超快传输线脉冲342.2.6iec61000-4-2脉冲时间常数 342.2.7电缆放电事件脉冲时间常数 342.2.8iec61000-4-5脉冲时间常数 352.3eos数学方法 352.3.1eos数学方法——格林函数352.3.2eos数学方法——图像法372.3.3eos数学方法——热扩散偏微分方程392.3.4eos数学方法——带变系数的热扩散偏微分方程392.3.5eos数学方法——duhamel公式392.3.6eos数学方法——热传导方程积分变换432.4球面模型——tasca推导462.4.1esd时间区域的tasca模型492.4.2eos时间区域的tasca模型492.4.3vlasov-sinkevitch模型502.5一维模型——wunsch-bell推导502.5.1wunsch-bell曲线532.5.2esd时间区域的wunsch-bell模型532.5.3eos时间区域的wunsch-bell模型542.6ash模型 542.7圆柱模型——arkhipov-astvatsaturyan-godovsyn-rudenko推导 552.8三维平行六面模型——dwyer-franklin-campbell推导552.8.1esd时域的dwyer-franklin-campbell模型602.8.2eos时域的dwyer-franklin-campbell模型602.9电阻模型——smith-littau推导612.10不稳定性632.10.1电气不稳定性632.10.2电气击穿 642.10.3电气不稳定性与骤回642.10.4热不稳定性652.11电迁移与eos672.12总结及综述 67参考文献68第3章eos、esd、emi、emc及闩锁703.1eos源703.1.1eos源——雷击713.1.2eos源——配电723.1.3eos源——开关、继电器和线圈723.1.4eos源——开关电源723.1.5eos源——机械设备733.1.6eos源——执行器 733.1.7eos源——螺线管 733.1.8eos源——伺服电动机733.1.9eos源——变频驱动电动机753.1.10eos源——电缆 753.2eos失效机制763.2.1eos失效机制：半导体工艺—应用适配763.2.2eos失效机制：绑定线失效763.2.3eos失效机制：从pcb到芯片的失效773.2.4eos失效机制：外接负载到芯片失效783.2.5eos失效机制：反向插入失效783.3失效机制——闩锁或eos783.3.1闩锁与eos设计窗口793.4失效机制——充电板模型或eos793.5总结及综述80参考文献80第4章eos失效分析834.1eos失效分析834.1.1eos失效分析——信息搜集与实情发现854.1.2eos失效分析——失效分析报告及文档864.1.3eos失效分析——故障点定位 874.1.4eos失效分析——根本原因分析874.1.5eos或esd失效分析——可视化失效分析的差异874.2eos失效分析——选择正确的工具914.2.1eos失效分析——无损检测方法924.2.2eos失效分析——有损检测方法934.2.3eos失效分析——差分扫描量热法934.2.4eos失效分析——扫描电子显微镜/能量色散x射线光谱仪944.2.5eos失效分析——傅里叶变换红外光谱仪944.2.6eos失效分析——离子色谱法 944.2.7eos失效分析——光学显微镜 954.2.8eos失效分析——扫描电子显微镜964.2.9eos失效分析——透射电子显微镜964.2.10eos失效分析——微光显微镜工具974.2.11eos失效分析——电压对比工具984.2.12eos失效分析——红外热像仪984.2.13eos失效分析——光致电阻变化工具994.2.14eos失效分析——红外-光致电阻变化工具994.2.15eos失效分析——热致电压变化工具1004.2.16eos失效分析——原子力显微镜工具1014.2.17eos失效分析——超导量子干涉仪显微镜1024.2.18eos失效分析——皮秒级成像电流分析工具1034.3总结及综述105参考文献106第5章eos测试和仿真1095.1esd测试——器件级1095.1.1esd测试——人体模型1095.1.2esd测试——机器模型1115.1.3esd测试——带电器件模型1135.2传输线脉冲测试1145.2.1esd测试——传输线脉冲1155.2.2esd测试——超高速传输线脉冲1175.3esd测试——系统级1185.3.1esd系统级测试——iec 61000-4-21185.3.2esd测试——人体金属模型1185.3.3esd测试——充电板模型1195.3.4esd测试——电缆放电事件1205.4eos测试1225.4.1eos测试——器件级1225.4.2eos测试——系统级1235.5eos测试——雷击1235.6eos测试——iec 61000-4-51245.7eos测试——传输线脉冲测试方法和eos1255.7.1eos测试——长脉冲tlp测试方法1255.7.2eos测试——tlp方法、eos和wunsch–bell模型1255.7.3eos测试——对于系统eos评估的tlp方法的局限1255.7.4eos测试——电磁脉冲1265.8eos测试——直流和瞬态闩锁1265.9eos测试——扫描方法1275.9.1eos测试——敏感度和脆弱度1275.9.2eos测试——静电放电/电磁兼容性扫描1275.9.3电磁干扰辐射扫描法1295.9.4射频抗扰度扫描法1305.9.5谐振扫描法1315.9.6电流传播扫描法1315.10总结及综述134参考文献134第6章eos鲁棒性——半导体工艺1396.1eos和cmos工艺1396.1.1cmos工艺——结构 1396.1.2cmos工艺——安全工作区1406.1.3cmos工艺——eos和esd失效机制1416.1.4cmos工艺——保护电路1446.1.5cmos工艺——绝缘体上硅1486.1.6cmos工艺——闩锁1496.2eos、射频cmos以及双极技术1506.2.1rf cmos和双极技术——结构1516.2.2rf cmos和双极技术——安全工作区1516.2.3rf cmos和双极工艺——eos和esd失效机制1516.2.4rf cmos和双极技术——保护电路1556.3eos和ldmos电源技术1566.3.1ldmos工艺——结构1566.3.2ldmos晶体管——esd电气测量1596.3.3ldmos工艺——安全工作区1606.3.4ldmos工艺——失效机制1606.3.5ldmos工艺——保护电路1626.3.6ldmos工艺——闩锁1636.4总结和综述164参考文献164第7章eos设计——芯片级设计和布图规划1657.1eos和esd协同综合——如何进行eos和esd设计1657.2产品定义流程和技术评估 1667.2.1标准产品确定流程 1667.2.2eos产品设计流程和产品定义 1677.3eos产品定义流程——恒定可靠性等比例缩小1687.4eos产品定义流程——自底向上的设计 1687.5eos产品定义流程——自顶向下的设计 1697.6片上eos注意事项——焊盘和绑定线设计1707.7eos外围i/o布图规划 1717.7.1eos周边i/o布图规划——拐角中vdd-vss电源钳位的布局1717.7.2eos周边i/o布图规划——离散式电源钳位的布局1737.7.3eos周边i/o布图规划——多域半导体芯片1737.8eos芯片电网设计——符合iec规范电网和互连设计注意事项1747.8.1iec 61000-4-2电源网络1757.8.2esd电源钳位设计综合——iec 61000-4-2相关的esd电源钳位1767.9pcb设计1777.9.1系统级电路板设计——接地设计1777.9.2系统卡插入式接触 1787.9.3元件和eos保护器件布局1787.10总结和综述 179参考文献179第8章eos设计——芯片级电路设计1818.1eos保护器件 1818.2eos保护器件分类特性1818.2.1eos保护器件分类——电压抑制器件1828.2.2eos保护器件——限流器件 1828.3eos保护器件——方向性1848.3.1eos保护器件——单向1848.3.2eos保护器件——双向1848.4eos保护器件分类——i-v特性类型 1858.4.1eos保护器件分类——正电阻i-v特性类型1858.4.2eos保护器件分类——s形i-v特性类型 1868.5eos保护器件设计窗口1878.5.1eos保护器件与esd器件设计窗口1878.5.2eos与esd协同综合 1888.5.3eos启动esd电路 1888.6eos保护器件——电压抑制器件的类型 1888.6.1eos保护器件——tvs器件1898.6.2eos保护器件——二极管1898.6.3eos保护器件——肖特基二极管1898.6.4eos保护器件——齐纳二极管1908.6.5eos保护器件——晶闸管浪涌保护器件1908.6.6eos保护器件——金属氧化物变阻器 1918.6.7eos保护器件——气体放电管器件1928.7eos保护器件——限流器件类型 1948.7.1eos保护器件——限流器件——ptc器件1948.7.2eos保护器件——导电聚合物器件 1958.7.3eos保护器件——限流器件——熔丝1978.7.4eos保护器件——限流器件——电子熔丝1988.7.5eos保护器件——限流器件——断路器1988.8eos保护——使用瞬态电压抑制器件和肖特基二极管跨接电路板的电源和地2008.9eos和esd协同综合网络2008.10电缆和pcb中的eos协同综合2018.11总结和综述 202参考文献202第9章eos的预防和控制2049.1控制eos 2049.1.1制造中的eos控制 2049.1.2生产中的eos控制 2049.1.3后端工艺中的eos控制2059.2eos*小化2069.2.1eos预防——制造区域操作 2079.2.2eos预防——生产区域操作 2089.3eos*小化——设计过程中的预防措施2099.4eos预防——eos方针和规则 2099.5eos预防——接地测试2099.6eos预防——互连2109.7eos预防——插入2109.8eos和emi预防——pcb设计2109.8.1eos和emi预防——pcb电源层和接地设计2109.8.2eos和emi预防——pcb设计指南——器件挑选和布局2119.8.3eos和emi预防——pcb设计准则——线路布线与平面2119.9eos预防——主板2139.10eos预防——板上和片上设计方案2139.10.1eos预防——运算放大器2139.10.2eos预防——低压差稳压器2149.10.3eos预防——软启动的过电流和过电压保护电路2149.10.4eos预防——电源eoc和eov保护2159.11高性能串行总线和eos2179.11.1高性能串行总线——firewire和eos2189.11.2高性能串行总线——pci和eos2189.11.3高性能串行总线——usb和eos2199.12总结和综述219参考文献219第10章eos设计——电子设计自动化22310.1eos和eda 22310.2eos和esd设计规则检查22310.2.1esd设计规则检查 22310.2.2esd版图与原理图验证22410.2.3esd电气规则检查22510.3eos电气设计自动化22610.3.1eos设计规则检查22610.3.2eos版图与原理图对照验证22710.3.3eos电气规则检查22810.3.4eos可编程电气规则检查22910.4pcb设计检查和验证22910.5eos和闩锁设计规则检查23110.5.1闩锁设计规则检查 23110.5.2闩锁电气规则检查 23510.6总结和综述238参考文献239第11章eos项目管理24211.1eos审核和生产的控制24211.2生产过程中的eos控制24311.3eos和组装厂纠正措施24411.4eos审核——从制造到组装控制24411.5eos程序——周、月、季度到年度审核24511.6eos和esd设计发布 24511.6.1eos设计发布过程24611.6.2esd详尽手册24611.6.3eos详尽手册24811.6.4eos检查表25011.6.5eos设计审查25211.7eos设计、测试和认证25311.8总结和综述253参考文献253第12章未来技术中的过电应力25612.1未来工艺中的eos影响25612.2先进cmos工艺中的eos25712.2.1finfet技术中的eos25712.2.2eos和电路设计25812.32.5-d和3-d系统中的eos意义25812.3.12.5-d中的eos意义25912.3.2eos和硅介质层 25912.3.3eos和硅通孔26012.3.43-d系统的eos意义26212.4eos和磁记录26312.4.1eos和磁电阻26312.4.2eos和巨磁电阻26512.4.3eos和隧道磁电阻26512.5eos和微机26512.5.1微机电器件26512.5.2mem器件中的esd担忧26612.5.3微型电动机26712.5.4微型电动机中的esd担忧26712.6eos和rf-mems26912.7纳米结构的eos意义27012.7.1eos和相变存储器27012.7.2eos和石墨烯27212.7.3eos和碳纳米管27212.8总结和综述273参考文献274附录280附录a术语表280附录b标准284 

封面

书名:过电应力(EOS)器件.电路与系统

作者:沃尔德曼

页数:286

定价:¥79.0

出版社:机械工业出版社

出版日期:2016-03-01

ISBN:9787111523185

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