静电击穿和软击穿

军达成技术总监

静电击穿和软击穿

随着科学技术的进步，超大规模OV7725-V28A集成电路集成度高、输入阻抗高，这类器件受静电的损害越来越明显。特别是金属氧化物半导体( MOS)器件的出现，静电放电对静电敏感器件的损害主要表现：硬击穿，造成整个器件的失效和损坏；软击穿，造成器件的局部损伤，降低了器件的技术性能，而留下不易被人们发现的隐患以致设备不能正常工作。软击穿带来的危害有时比硬击穿更危险，软击穿的初期性能稍有下降，产品在使用过程中随着时间的推移软击穿发展为元器件的永久性失效，并导致设备受损。静电导致器件失效的机理大致有下面两个原因：因静电电压而造成的损害，主要有介质击穿、表面击穿和气弧放电；因静电功率而造成的损害，主要有热二次击穿、体积击穿和金属喷镀熔融。
    现以MOS场效应晶体管(MOSFET)为例．MOS场效应管的结构如图17.6所示。
    从图17.6中可以看到铝栅覆盖在Si02膜上，并盖住整个沟道，由于硅氧化膜绝缘性能好，使器件的输入阻抗高达l012Q以上，当铝栅上出现静电荷时，二氧化硅薄膜的高阻抗使其无从泄漏，于是就积聚在铝栅上。此时铝栅和Si02膜以及半导体沟三者相当于一个平板电容器，且二氧化硅的厚度仅有i03A，其耐压值仅为80～100V，而场效应管输入电容值只有3pF，即使是微量的电荷也会使电压升高，当电压超过100V时，会导致Si02膜被击穿，致使栅沟相通，器件受损。电压击穿时往往先在某一过电压下Si02膜的个别点上出现网点击穿，以后只要在较低的电压下即出现大片区域的雪崩式击穿，成为永久性失效。有时高压静电直接会将芯片内引线损坏使IC永久性失效，如图17.7所示。

            
    由静电放电ESD (Electrostatic Discharge)引起的元器件的击穿损害是电子工业，特别是电子产品制造业中最普遍、最严重的静电危害。在电子产品的生产中，从元器件的预处理、插装、焊接、清洗，至单板测试、总装、调试，直刭包装、储存、发送等工序，由于接触分离、摩擦、碰撞、感应等作用，都会使与元器件、组件、产品接触或接近的操作人员、工具、器具及工作台面等带电；加之在生产和工作环境中广泛使用合成橡胶、塑料、化纤等高分子绝缘材料制品，而更使带电加剧，随时可能发生对器件的ESD损害。
    目前，在一般电子装配厂房内，不致使静敏元器件发生ESD损害的静电安全电压为100V，而表中数据即使在相对湿度高达65%～90%的情况下也远远高于这一数值，因此如不采取必要的防护措施，生产中的ESD危害将是十分严重的。

yI首简单歌

学习学习，感谢分享，谢谢