Sensibilidad ESD de MOSFET de canal P frente a canal N

Está bien documentado que los MOSFET de canal N son extremadamente sensibles al daño por ESD. Yo personalmente he matado a más de uno.

¿Los MOSFET de canal P son igual de sensibles? Estoy pensando que, dado que la puerta genera electrones en lugar de hundirlos, no sería así, pero no tengo los antecedentes para confirmarlo.

¿Te refieres a un MOSFET de canal p y un MOSFET de canal n ? PNP y NPN son tipos de BJT, no MOSFET.
"dado que la puerta genera corriente" ... Los MOSFET son dispositivos controlados por voltaje, no dispositivos controlados por corriente como los BJT.
Estimados pedantes: Sí, me refiero al canal P y al canal N. También me refiero a fuentes de electrones, no fuentes de corriente. Ahora por favor vete y deja que alguien responda la pregunta. Dios...
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Será mejor que pierdas la actitud si quieres una respuesta seria. Pero en general, sí, todos los MOSFET son sensibles a ESD. Si alguna vez excede V_gs, aunque sea momentáneamente, corre el riesgo de perforar permanentemente la capa de óxido que separa la puerta del canal.
Gracias, Dave. Haría +1 en tu respuesta, pero es una respuesta, no un comentario separado. Como seguimiento, ¿sigue siendo el cable de la puerta el más sensible a ESD, ya que está en el canal n, o es la fuente o el drenaje?

Respuestas (3)

Esa es una pregunta capciosa, así que aquí hay una respuesta capciosa.

¿Importa? Por supuesto que no. Debe tratar todos los semiconductores con los procedimientos adecuados de manejo de ESD y hacer que sus diseños tengan la protección ESD adecuada. No importa si X es más sensible que Y, ambos son sensibles y ambos requieren procedimientos de manejo y diseños adecuados.

Incluso un dispositivo que anuncie que tiene protección ESD, o incluso algo así como diodos de protección ESD discretos, debe manejarse como si fuera sensible a ESD.

Recuerde: ESD hace diferentes niveles de daño. Una parte puede dañarse por ESD y no mostrar signos evidentes, pero luego, en una fecha posterior, esa parte dañada podría comenzar a fallar y no sabrá por qué.

Ahora, ¿hay alguna diferencia en la sensibilidad ESD entre los MOSFET de canal N y P? No tengo ni idea. Sé que existe una gran variación en la sensibilidad entre diferentes MOSFET del mismo tipo de canal. Los MOSFET de hace más de 20 años son mucho más sensibles que los diseños más nuevos. Pero incluso eso no es una garantía. Supongo que la variación entre los MOSFET del mismo tipo de canal es mucho mayor que la variación entre los tipos de canal N y P.

El punto es que no creo que la diferencia entre los tipos de canal P y N sea significativa, dado que ya existe una gran variación. Y dado que debe tratar todos los dispositivos semiconductores con cuidado, realmente no importa aún más.

Esto no responde a mi pregunta. Quizás te engañé con la anécdota del primer párrafo. La razón para preguntar es para determinar si un diodo de sujeción tiene sentido en el diseño, no para determinar si puedo moverme en alfombras con ellos. Gracias de todos modos; Las conferencias son siempre una maravilla.
@ user18470 Si puede exceder la clasificación de voltaje de la pieza, entonces necesita protección. Es tan simple como eso. No importa si lo excede debido a ESD, o por retroceso inductivo, o lo que sea.

¿Los MOSFET de canal P son igual de sensibles? Estoy pensando que, dado que la puerta genera electrones en lugar de hundirlos, no sería

Un punto clave que vale la pena mencionar es que los voltajes ESD vienen en ambas polaridades, positiva y negativa. Por lo tanto, la función normal del dispositivo (si la corriente normalmente "entra" o "sale" del dispositivo) no es realmente un factor. El ESD podría venir con cualquier polaridad que sea más "inusual" para cualquier dispositivo en particular.

Buen punto. Creo que es la puerta que necesita la mayor protección en un MOSFET de canal N. Por ejemplo, he visto referencias a protegerlo con un diodo zener. ¿Es eso cierto también para el canal P, pero con el zener en la dirección opuesta? ¿O es la fuente o drenaje en un canal P lo que se vuelve más sensible a ESD?
+1 para una respuesta concisa y profesional a alguien que dijo "Ahora vete y permite que alguien responda la pregunta. Dios..."
@ user18470, en cualquier caso, el daño proviene de la ruptura del óxido de la puerta. Entonces, un voltaje de compuerta + o - en relación con la fuente o el drenaje es un problema. Pero dónde coloques tu dispositivo de protección depende de qué terminales estén expuestos a descargas. Si alguien aplica +500 V al drenaje, es tan malo como -500 a la puerta. Pero, por lo general, es más probable que las puertas estén conectadas a los cables de entrada de su circuito.

Un evento EOS (Electrical Over Stress, del cual ESD es una parte) daña un dispositivo al imponer un campo eléctrico que es demasiado alto para el dispositivo. Eso en sí mismo puede ser suficiente para dañar la pieza, pero una vez que la corriente comienza a fluir desde el dispositivo que se descompone, el calentamiento se convierte en el efecto dominante. GOX (Gate OXide) es el aspecto más sensible de un transistor tipo MOS, pero los S/D y varias uniones pueden dañarse, así como los contactos, el cableado y la interconexión. Si no puede soportar la corriente.

Si PMOS y NMOS se fabrican en el mismo proceso (principalmente, el GOX tiene el mismo grosor), entonces no hay diferencia entre la sensibilidad nativa de Gate y EOS en procesos de menos de 0.35u. Sin embargo, debido a las diferencias de movilidad, los transistores PMOS tienden a ser 2,5 veces más grandes que los dispositivos NMOS para igualar la transconductancia de los dispositivos. En algunos casos, esto puede ayudar a proteger contra un evento de ESD, ya que la capacitancia también es 2,5 veces más alta y para una transferencia de carga fija, el voltaje generado será del 40 % y, por lo tanto, el campo electrónico será del 40 %. Sin embargo, existen razones específicas del proceso por las que tener un área de entrada más grande también podría dañar el PMOS.

EOS puede dañar el dispositivo sin ningún efecto perceptible/visible en el dispositivo si provoca un cambio en las condiciones de funcionamiento. Como si el GOX estuviera comprometido pero no completamente roto.

En los dispositivos CMOS, la descomposición de GOX es principalmente lo que limita un voltaje de operación de proceso dado y esto se escala (en su mayoría) linealmente con el espesor de GOX. Entonces, un proceso más fino, significa GOX más delgado, significa menor voltaje. Entonces, un proceso de 90 nm podría tener GOX de 2 nm de espesor y un voltaje operativo de 1,1 V. Lo cual es un campo E de 500 MV/m y solo el equivalente a 12 longitudes de enlace, aproximadamente, es amorfo. En ese mismo proceso el voltaje umbral podría estar en el rango de 300 mV a 500 mV.

Si está hablando de dispositivos discretos, no tiene forma de saber si los procesos son comparables, incluso si son del mismo fabricante.

ESD es un tema complejo con muchas variables en el proceso y muchos mecanismos de falla.

Como han sugerido las otras respuestas, trate todo como sensible a ESD.

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