IC版图闩锁预防

贺雪群

摘要：在版图设计当中，latch-up闩锁是比较常见的现象。电路设计上有可能自然形成，但版图设计中更容易形成这种结构。除了普通情况下形成的latch-up结构，我们还有可能碰到比较特殊的情况，比如管子的SUB为衬切的情况，这种情况下稍有不慎就会形成latch-up闩锁。

关键词：衬切;latch-up;衬切管

中图分类号：TN4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）03-0109-01

1 普通情况下预防闩锁

在版图设计当中，闩锁是比较常见的现象。如图1所示，两个普通的CMOS管子的扩散区相互之间形成了寄生的VPNP和LNPN，它们与寄生电阻、构成了图1（B）中的结构。在非正常情况下，如果某一个寄生管开启，比如Q1，则流过Q1的电流会开启Q2，它们相互之间提供基极电流，并在Q1、Q2的放大倍数的情况下维持这个过程，直至切断电源。

一般情况下，我们可以通过以下几种方法来防止latch-up现象的发生：

（1）PMOS的SUB是确定的情况下，可以通过增大剖面图中S1、S2的值来降低LNPN的β，因为VPNP的β一般来说是固定的。

（2）在MOS周围的TAP多打孔，以减小Rn-和Rp-，这样VPNP和LNPN的Vbe结基本上处于短接的状态，BJT不能开启。

2 管子为衬切的时候预防闩锁

有时候，电路会碰到PMOS的SUB是衬切的情况，如图2。

在衬切的瞬间，电路上存在电源掉零的情况，对应latch-up结构中的VPNP的B会掉到零，那么VPNP的BE结会开启，VPNP开始工作，如果在画衬切PMOS的DNW中画有NMOS，那么就会导致latch-up结构开始工作，这个是我们不希望出现的。

衬切的情况一般出现在功率部分，少数在控制部分也有。在功率管部分，除了要做到前面提到的普通情况下的预防latch-up措施，还要把衬切的管子PMOS单独画在一个DNW中，如图2所示。这种情况下，在电源掉零的情况下，VPNP不可避免的开启，但抬高的也只是P-的电位，从而破坏了latch-up结构。在控制部分，如果出现了衬切的管子，单独画在一个DNW中有点奢侈，可以通过改动电路，在衬切管的S端与PIN之间加一个电阻，起到限流的作用，以减小Q0的，管子Q0更难开启，如图3所示。

参考文献

[1] （美）黑斯廷斯.《模擬电路版图的艺术》[J].电子工业出版社，2007（04）：145.

IC Layout Latch-up Prevent

HE Xue-qun

（xiamen Lingxi Semiconductor Technology Co.， Ltd.， Xiamen Fujian  361008）

Abstract：In the layout design， latch-up latch is a common phenomenon. Circuit design may naturally form， but it is easier to form this structure in layout design. In addition to the latch-up structure formed under normal conditions， we may also encounter a special case， such as the SUB of the tube is the case of the lining， in which case the latch-up latch is formed with carelessness.

Key words：PMOSs SUB isnt fixed;latch-up;Latch prevention