Dispositivo de Protección contra Descarga Electrostática de Toshiba con Proceso de 0,13 μm para Semiconductor de Energía Analógica Mejora Características de ESD

Toshiba Corporation (TOKYO:6502) ha desarrollado un dispositivo de protección contra descarga electrostática para la aplicación de semiconductores de energía analógica. El dispositivo está fabricado con tecnología de proceso avanzada de 0,13 μm que optimiza la estructura del transistor y mejora considerablemente las características de ESD (electrostatic discharge, ESD). La protección contra ESD es mucho más sólida (hasta cuatro veces más), y la desviación estándar es solo de 1/12 en comparación con la estructura convencional. El análisis de simulaciones 3D también le ha permitido a Toshiba identificar el mecanismo para optimizar la estructura del transistor para reforzar la resistencia a ESD. Toshiba anunció estos avances en el “ISPSD2016”, el simposio internacional sobre semiconductores que tuvo lugar en República Checa el 14 de junio de 2016.

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Schematic cross-section of studied structure (Graphic: Business Wire)

Las inyecciones de picos de ESD, ya sea del cuerpo humano o de un equipo, tienen el potencial de destruir dispositivos semiconductores, debido a que los flujos de corriente ESD aumentan la temperatura local de la silicona. Para proteger el circuito interno, se requieren dispositivos de protección contra ESD. Esto es particularmente importante en dispositivos semiconductores de energía analógica que requieren la aplicación de 10V a 100V y necesitan una tensión nominal alta. En este caso, el dispositivo de protección contra ESD debe garantizar un alto flujo de corriente, lo cual requiere un chip de mayor tamaño. La reducción del tamaño del dispositivo de protección contra ESD es un problema en cuanto a la creación de chips más compactos.

A través del análisis de simulación 3D de un evento de ESD, Toshiba descubrió que la destrucción inducida por ESD es consecuencia de un aumento de temperatura en la celosía debido al flujo de corriente en el punto más alto del campo eléctrico. La modificación de la estructura del transistor, que consiste en extender la región resistiva baja de drenaje hasta la dirección de la fuente y suprimir la resistencia de la silicona lateral, cambia el flujo de corriente de la parte inferior del drenaje hasta la dirección de la fuente y lo aleja del punto más alto del campo eléctrico. Este diseño optimizado mejoró la resistencia a ESD hasta cuatro veces más y disminuyó la desviación estándar a 1/12. Además, el tamaño del dispositivo requerido para garantizar un HBM^* de ±2000V se redujo a 68 %.

Toshiba ofrece plataformas avanzadas de procesos analógicos con tecnología de proceso de 0,13 μm que pueden combinarse con dispositivos pasivos, como resistores y condensadores, y transistores bipolares, CMOS o DMOS. El usuario puede seleccionar el proceso que se adapte a cada aplicación desde tres plataformas de proceso: El proceso “BiCD-0.13” es principalmente para el campo automotriz (la línea DMOS es de hasta 100V); el “CD-0.13BL” es principalmente para controladores de motores (la línea DMOS es de hasta 60V); y el proceso “CD-0.13” es principalmente para circuitos integrados de administración de energía (la línea DMOS es de hasta 40V).

Toshiba planea lanzar productos mediante el uso del proceso CD-0.13 aplicado a esta tecnología en 2017 y continuar implementándolo de forma proactiva a otras plataformas de proceso para mejorar las características de descarga electrostática.

* Modelo del Cuerpo Humano (Human Body Model, HBM): uno de los parámetros para indicar la resistencia a ESD

Acerca de Toshiba

Toshiba Corporation, una empresa de la lista Fortune Global 500, canaliza las capacidades de clase mundial en productos y sistemas eléctricos y electrónicos avanzados de tres áreas principales de negocios: Energía que sostiene la vida cotidiana, es más limpia y más segura; Infrastructura que sostiene la calidad de vida y Almacenamiento que sostiene a la sociedad de información avanzada. Siguiendo los principios del Compromiso básico de Toshiba Group, “Comprometidos con la gente, comprometidos con el futuro” (Committed to People, Committed to the Future), Toshiba promueve operaciones internacionales y contribuye a la existencia de un mundo en el que las generaciones futuras vivan mejor.

Fundada en Tokio en 1875, Toshiba, actualmente, se encuentra en el centro de una red global de 550 empresas consolidadas que emplean a 188 000 personas en todo el mundo, con ventas anuales que superan los 5600 billones de yenes (50 000 millones de USD). (Al 31 de marzo de 2016.)
Para obtener más información sobre Toshiba, visite www.toshiba.co.jp/index.htm

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