半導(dǎo)體器件常常因靜電放電而失效.弄清楚失效的根源并遵守設(shè)計(jì)規(guī)則,就有助于避免這種失效.
  ESD(靜電放電)是導(dǎo)致電子器件失 效的主要原因,它可以在任何階段——從制造到測試、組裝、生產(chǎn)、現(xiàn)場運(yùn)行以及現(xiàn)場 PC 裝配等——影響電子器件的功能.專家估計(jì),1994 年全世界電子行業(yè)因 ESD 造成的損失超過 900 億美元(參考文獻(xiàn) 1).ESD 的發(fā)生原因是電荷在某一表面的累積,如摩擦生電.但是,由于電子產(chǎn)品的快速小型化,導(dǎo)致器件的幾何尺寸縮小,其中包括層厚度,因此這些高密度器件就很容易受到很小 ESD 造成的損壞.
  造成ESD的人為原因包括人造地毯、人造地板、羊毛服裝、尼龍服裝、塑料家具、塑料扇葉的風(fēng)扇、普通塑料容器、帶塑料吸嘴的去焊器、不導(dǎo)電的鞋、人造地板墊、玻璃纖維容器、普通塑料袋以及類似的材料.使用塑料零件的機(jī)器也可以成為靜電的來源,因?yàn)樗芰喜考g的相互摩擦?xí)e累電荷.設(shè)備產(chǎn)生的高強(qiáng)度電磁場也會在鄰近元件中感應(yīng)產(chǎn)生靜電荷.
  靜電是一種看不見的破壞力,會對電子元器件產(chǎn)生影響.ESD 未必總造成元器件的完全失效;它會造成一般測試無法檢測到的元器件潛在缺陷.這種“脆弱”的元器件在系統(tǒng)工作期間,在惡劣環(huán)境條件下,更可能在現(xiàn)場發(fā)生失效.在制造、儲存、運(yùn)輸、包裝、組裝、測試階段采取一些簡單的預(yù)防措施,再適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)電路,就可以減少由 ESD 造成的損壞影響.對于半導(dǎo)體器件來說,如果有一個(gè)強(qiáng)電場施加在器件結(jié)構(gòu)中的氧化物薄膜上,則該氧化物薄膜就會因介質(zhì)擊穿而損壞.很細(xì)的金屬化跡線會由于大電流而損壞,并會由于浪涌電流造成的過熱而形成開路.PN 結(jié)的失效可能是由于“電流擁塞”效應(yīng)而引起的,這種效應(yīng)在大電流通過 PN 結(jié)造成大電流密度時(shí)發(fā)生.ESD 造成的潛在缺陷可能使器件在以后更容易損壞,并且可能使器件時(shí)好時(shí)壞.