电子工业品静电放电损坏原理及除静电
时间：10-02
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介质击穿
加在绝缘区两端的电压超过介质固有的击穿电压时，就要发生介质击穿。这种失效主要是由于电压而不是由于功率造成的。根据脉冲能量的大小，可以导致元器件全面退化或有限的性能降低。例如，如果在穿通的过程中，脉冲能量不足以使击穿的电极材料熔化，则该元器件可以在电压击穿后恢复。然而，这种事故之后，通常会呈现出较低的击穿电压或增大的漏电流，但元器件却没有发生致命的失效。但是，这种类型失效能引起潜在缺陷，若继续使用则会导致元器件失效。绝缘层的击穿电压是脉冲上升时间的函数，这是因为绝缘材料的雪崩击穿需要时问。
MOs晶体管或M0s电容器由EsD引起的主要损伤机理之一是栅氧化层击穿。当加在栅氧化层上的电压超过介质的耐压时，就会发生栅穿失效。一旦发生栅击穿，当存在足够
大的静电能量时，击穿点就会出现短路。由于铝栅MOs器件的栅必须覆盖源极和漏极，即栅金属与源、漏极扩区边缘重叠，并且该处存在薄栅氧化层与厚栅氧化层交接的台阶。又由于两次不同的速率的氧化工艺造成台阶处存在应力集中，甚至存在微裂缝，因而导致该处介质击穿强度下降。所以台阶处最容易发生ESD击穿。
气体电弧放电
如果元器件中未被钝化的薄层电极之问间距很小，气体电弧放电能使元器件的电性能降低，也会引起金属气化并使金属离开电极。在熔融和熔断时，金属聚拢而流动或沿电极方向而断开。在间隙处存在细小的金属球，但尚不足以引起桥接。对没有钝化层覆盖的薄金属电极，短路不会成为一个主要问题。
厚度为0．4um，间距为3．0um的薄金属电极的声表面波带通滤波器，曾经发现存在因静电放电引起工作性能降低的情况。对于有钝化层、易出现反型界面的有源结的大规模集成电路来说，封装件内的气体电弧放电能使正电荷附着在芯片上，使表面出现反型，从而引起失效。采用非导电性盖板的器件，特别容易发生这种失效情况。但是，采用石英盖板的紫外线可擦除可编程只读存储器，由于紫外线可通过石英盖板中和气体电弧放电产生的积聚电荷，所以可使这种效应得到减弱。
表面击穿
对于垂直结，表面击穿被认为是表面处的结空间电荷区域变窄，引起局部雪崩倍增的过程。由于表面击穿与多种因素有关，如几何尺寸、掺杂程度、晶格不连续性或表面平整度等，因此，表面击穿期间消耗的功率通常是无法预计的。表面击穿的毁坏区域使结周围有大的漏电流通路，从而使结的作用消失。这种效应与介质击穿一样，属于电压敏感效应，与脉冲上升时问有关。在热效应没有发生而电压超过表面击穿电压阈值时，通常会发生表面击穿。表面失效的另一种模式是在绝缘材料周围发生电弧，它类似于金属导电层的
气体电弧放电，只是它发生在金属和半导体之间。
体击穿
体击穿是在结区由于局部高温致使结的参数变化形成的。由于局部高温会使金属导电层熔化或杂质扩散，从而导致结参数发生很大变化，通常的结果是形成与结并联的电阻通路。这种效应通常发生在热二次击穿之后。
加在绝缘区两端的电压超过介质固有的击穿电压时，就要发生介质击穿。这种失效主要是由于电压而不是由于功率造成的。根据脉冲能量的大小，可以导致元器件全面退化或有限的性能降低。例如，如果在穿通的过程中，脉冲能量不足以使击穿的电极材料熔化，则该元器件可以在电压击穿后恢复。然而，这种事故之后，通常会呈现出较低的击穿电压或增大的漏电流，但元器件却没有发生致命的失效。但是，这种类型失效能引起潜在缺陷，若继续使用则会导致元器件失效。绝缘层的击穿电压是脉冲上升时间的函数，这是因为绝缘材料的雪崩击穿需要时问。
MOs晶体管或M0s电容器由EsD引起的主要损伤机理之一是栅氧化层击穿。当加在栅氧化层上的电压超过介质的耐压时，就会发生栅穿失效。一旦发生栅击穿，当存在足够
大的静电能量时，击穿点就会出现短路。由于铝栅MOs器件的栅必须覆盖源极和漏极，即栅金属与源、漏极扩区边缘重叠，并且该处存在薄栅氧化层与厚栅氧化层交接的台阶。又由于两次不同的速率的氧化工艺造成台阶处存在应力集中，甚至存在微裂缝，因而导致该处介质击穿强度下降。所以台阶处最容易发生ESD击穿。
气体电弧放电
如果元器件中未被钝化的薄层电极之问间距很小，气体电弧放电能使元器件的电性能降低，也会引起金属气化并使金属离开电极。在熔融和熔断时，金属聚拢而流动或沿电极方向而断开。在间隙处存在细小的金属球，但尚不足以引起桥接。对没有钝化层覆盖的薄金属电极，短路不会成为一个主要问题。
厚度为0．4um，间距为3．0um的薄金属电极的声表面波带通滤波器，曾经发现存在因静电放电引起工作性能降低的情况。对于有钝化层、易出现反型界面的有源结的大规模集成电路来说，封装件内的气体电弧放电能使正电荷附着在芯片上，使表面出现反型，从而引起失效。采用非导电性盖板的器件，特别容易发生这种失效情况。但是，采用石英盖板的紫外线可擦除可编程只读存储器，由于紫外线可通过石英盖板中和气体电弧放电产生的积聚电荷，所以可使这种效应得到减弱。
表面击穿
对于垂直结，表面击穿被认为是表面处的结空间电荷区域变窄，引起局部雪崩倍增的过程。由于表面击穿与多种因素有关，如几何尺寸、掺杂程度、晶格不连续性或表面平整度等，因此，表面击穿期间消耗的功率通常是无法预计的。表面击穿的毁坏区域使结周围有大的漏电流通路，从而使结的作用消失。这种效应与介质击穿一样，属于电压敏感效应，与脉冲上升时问有关。在热效应没有发生而电压超过表面击穿电压阈值时，通常会发生表面击穿。表面失效的另一种模式是在绝缘材料周围发生电弧，它类似于金属导电层的
气体电弧放电，只是它发生在金属和半导体之间。
体击穿
体击穿是在结区由于局部高温致使结的参数变化形成的。由于局部高温会使金属导电层熔化或杂质扩散，从而导致结参数发生很大变化，通常的结果是形成与结并联的电阻通路。这种效应通常发生在热二次击穿之后。
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