电子器件的ESD损伤

2018-07-25 14:34:17

电子器件的ESD损伤

无论ESD直接对电子器件放电,还是对电子器件间接放电,均能使电子器件受到损伤。既能引起器件功能的突发性失效,又能引起器件功能的潜在性失效。

1.突发性失效

       突发性失效是指当电子器件暴露在ESD环境中时,电路参数可能明显发生变化,它的功能可能丧失。ESD可能引起金属熔化造成短路或者绝缘层击穿等,使器件的电路遭到永久性的破坏。这类失效可以在装运之前的成品测试中检查出来。据有关资料统计表明,在受静电损伤的电子器件中,突发性失效约占失效总数 的 10%。

      很强的静电场会导致MOS场效应器件的栅氧化层被击穿,使 器件失效。一般MOS器件的栅氧化膜厚度为1(T7 m数量级,当电 路设计没有采取保护措施时,即便是致密无针孔的高质量氧化层, 也会在100 V的静电电压下被击穿。对于有保护措施的电路,虽然 击穿电压可能髙于100 V,但危险静电源的电压可能是几千伏,甚 至上万伏。因此,高压静电场的击穿效应仍然是MOS电路的一大 危害。另外,高压静电场也可能使多层布线电路间介质击穿或金属 化导线间介质击穿,造成电路失效。 

2.潜在性失效

      潜在性失效是指当器件暴露在ESD环境中,可能引起器件性 能的部分退化,但是暂时不影响它发挥应有的功能。然而,器件的 使用寿命大大缩短。这种损伤具有累加性,随着所遭受的ESD脉 冲次数的增多,使器件的静电损伤电压阈值逐次降低,或使器件的 参数缓慢变坏。据资料统计表明:潜在性失效占电子器件ESD失 效总数的90%。因此,电子器件的潜在性失效危害更大。 今天,大多数电子器件采用对静电极为敏感的MOS工艺制 作,图1 -2中给出了 PMOS中的硅损伤情况。


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