Charged device model (CDM) electrostatic discharge (ESD) protection remains a huge challenge for integrated circuit (IC) reliability designs. The “internal-oriented” CDM model and the “external-oriented” human body model (HBM) describe fundamentally different ESD phenomena. Through the comprehensive analysis, this article concludes that the classic pad-based ESD protection methods, commonly used for “from-external-to-internal” HBM ESD protection, are theoretically not working for “from-internal-to-external” CDM ESD protection. It states that the actual internal distribution of static charges within a chip is vitally critical to CDM ESD protection. The discovery explains the potential root cause of the randomness and uncertainty of pad-based CDM ESD protection designs commonly observed today, hence calls for new CDM ESD protection solutions.

中文翻译：

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基于焊盘的 CDM ESD 保护方法存在缺陷


带电器件模型 (CDM) 静电放电 (ESD) 保护仍然是集成电路 (IC) 可靠性设计的巨大挑战。 “面向内部”的CDM模型和“面向外部”的人体模型（HBM）描述了根本不同的ESD现象。通过综合分析，本文得出的结论是，通常用于“从外部到内部”的 HBM ESD 保护的经典基于焊盘的 ESD 保护方法，理论上不适用于“从内部到外部”的 CDM ESD保护。它指出，芯片内静电荷的实际内部分布对于 CDM ESD 保护至关重要。这一发现解释了当今常见的基于焊盘的 CDM ESD 保护设计的随机性和不确定性的潜在根本原因，因此需要新的 CDM ESD 保护解决方案。