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電子器件的ESD損傷

2018-07-25 14:34:17 352

電子器件的ESD損傷

無論ESD直接對電子器件放電,還是對電子器件間接放電,均能使電子器件受到損傷。既能引起器件功能的突發性失效,又能引起器件功能的潛在性失效。

1.突發性失效

       突發性失效是指當電子器件暴露在ESD環境中時,電路參數可能明顯發生變化,它的功能可能喪失。ESD可能引起金屬熔化造成短路或者絕緣層擊穿等,使器件的電路遭到永久性的破壞。這類失效可以在裝運之前的成品測試中檢查出來。據有關資料統計表明,在受靜電損傷的電子器件中,突發性失效約占失效總數 的 10%。

      很強的靜電場會導致MOS場效應器件的柵氧化層被擊穿,使 器件失效。一般MOS器件的柵氧化膜厚度為1(T7 m數量級,當電 路設計沒有采取保護措施時,即便是致密無針孔的高質量氧化層, 也會在100 V的靜電電壓下被擊穿。對于有保護措施的電路,雖然 擊穿電壓可能髙于100 V,但危險靜電源的電壓可能是幾千伏,甚 至上萬伏。因此,高壓靜電場的擊穿效應仍然是MOS電路的一大 危害。另外,高壓靜電場也可能使多層布線電路間介質擊穿或金屬 化導線間介質擊穿,造成電路失效。 

2.潛在性失效

      潛在性失效是指當器件暴露在ESD環境中,可能引起器件性 能的部分退化,但是暫時不影響它發揮應有的功能。然而,器件的 使用壽命大大縮短。這種損傷具有累加性,隨著所遭受的ESD脈 沖次數的增多,使器件的靜電損傷電壓閾值逐次降低,或使器件的 參數緩慢變壞。據資料統計表明:潛在性失效占電子器件ESD失 效總數的90%。因此,電子器件的潛在性失效危害更大。 今天,大多數電子器件采用對靜電極為敏感的MOS工藝制 作,圖1 -2中給出了 PMOS中的硅損傷情況。


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