?閂鎖效應（Latch-up）是?CMOS工藝中一種寄生效應，通常發生在CMOS電路中，當輸入電流過大時，內部電流急劇增加，可能導致電路失效甚至燒毀芯片，造成芯片不可逆的損傷。

閂鎖效應產生的主要原因

■寄生雙極型晶體管的形成?：

在CMOS工藝中，?NMOS和?PMOS晶體管之間的寄生?PNP和?NPN雙極型晶體管可能被激活，導致?正反饋環路形成，從而引發閂鎖效應。

■ 外部輸入信號的過壓和過流?：

在芯片的某些工作條件下出現了過壓或過流后激發了閂鎖，這種閂鎖導致電路中的正反饋環路，導致過流持續存在。

■芯片工作的環境溫度或自身的工作溫度變高?：

芯片在高溫環境下會出現漏電增大，當達到一定條件后就會激發閂鎖效應，一起寄生的PNP管的產生。

■ 芯片自身的極限電流和電壓條件下的工作：

芯片在超負荷的情況下會引起芯片結溫快速上升，內阻下降后引起電流持續增加，如果內部沒有限流抑制電流就會容易產生閂鎖效應。

閂鎖效應防御措施

■使用?Guard ring?：

在NMOS周圍使用P+ ring環繞并接地，在PMOS周圍使用N+ ring環繞并接VDD，以降低電阻值并阻止載流子到達BJT的基極。

?■優化電路設計?：

確保NMOS和PMOS之間保持足夠的距離，以減少觸發寄生雙極型晶體管的可能性，合理分配電源和地線，降低電源噪聲，減少信號交叉耦合等。

■ 引入保護電路：

在設計電路的過程中，可以引入一些防護電路來提高電路的可靠性，增加穩壓電路，加強電源濾波電路等。

■增加保護二極管：

保護二極管的電路會使得限制輸入和輸出電壓，在電路超電壓的情況下會提高額外的保護機制。

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閂鎖效應的失效分析

失效分析會分為兩種情況：可恢復的閂鎖失效和不可恢復的閂鎖失效。

可恢復的閂鎖失效分析：

在激發閂鎖的過程中需要保持電源不能斷電的情況下做熱點定位，選用InGaAs的定位工具進行定位，確認閂鎖激發后的位置。

不可恢復的閂鎖失效分析：

這種情況是直接導致芯片燒毀短路，如果開蓋后表面看不到異常就可以進行熱點定位，逐層去層就能看到閂鎖導致的燒傷位置。

閂鎖失效的特點，會橫跨兩個器件或多個器件的串聯燒傷，并且這種燒傷的面積和嚴重程度是非常大的。如下圖，供大家參考。

季豐電子

季豐電子成立于2008年，是一家聚焦半導體領域，深耕集成電路檢測相關的軟硬件研發及技術服務的賦能型平臺科技公司。公司業務分為四大板塊，分別為基礎實驗室、軟硬件開發、測試封裝和儀器設備，可為芯片設計、晶圓制造、封裝測試、材料裝備等半導體產業鏈和新能源領域公司提供一站式的檢測分析解決方案。

季豐電子通過國家級專精特新“小巨人”、國家高新技術企業、上海市“科技小巨人”、上海市企業技術中心、研發機構、公共服務平臺等企業資質認定，通過了ISO9001、 ISO/IEC17025、CMA、CNAS、IATF16949、ISO/IEC27001、ISO14001、ANSI/ESD S20.20等認證。公司員工近1000人，總部位于上海，在浙江、北京、深圳、成都等地設有分公司。