ESD引起集成电路损坏原理模式及实例

。用“静电模拟器”进行模拟试验，出现的失效现象与它十分类似。可见这种失效是由ESD损伤引起，也可能是其它的轻度电损伤引起。

　　f.某仪表系统输入端使用的2N5179超高频晶体管多次发生失效，失效模式为放大系数降低，特别是在小电流下（例如Ic＝100μA）的放大系数下降到大约为1左右，同时eb结出现较大反向漏电。解剖后，在金相显微镜下观察芯片表面，在eb极之间的铝条上有一个很小的变色区，它是由瞬间的电过应力（电浪涌）引起的过合金区，这种失效一般由静电放电引起，对于输入端为超高频小功率管基极的电子系统，输入端应设计输入保护网络，如果系统特性不允许增加保护网络，则必须采取防静电放电操作措施。

　　g.带有MOS电容器作为内补偿的运算放大器，在使用中常有失效，失效现象是输出电压在稍低于正电源电压下发生闭锁。经解剖分析证实，失效由MOS电容器出现大漏电引起，漏电电阻约为400Ω。因为作补偿的MOS电容器的一端直接与电路的外引线相连（V+端）。利用扫描电镜（SEM）观察，发现MOS电容边缘明显有很小的击穿点，此特征表明失效由ESD损伤引起。

　　h.在一次系统装配完毕后的检查中，发现6只101A型双极运算放大器失效，失效模式是输入失调电压增大到40mV。用特性曲线图示仪测试管脚-管脚间特性，出现输入端特性异常。解剖后，利用金相显微镜观察芯片上的输入端，发现有飞弧状的电损伤痕迹，它是电瞬变引起的电过应力损伤，这种电瞬变可能是由ESD引起。经调查，在印制板的电装工艺线上，用静电电压表检测印制板上的静电电压，在开路区域上电压达800V以上，特别是在空气干燥的冬季或进行高温烘烤时，印制板上的静电电压更高。

　　（2）国内实例a.某厂生产的CMOS电路经筛选入库后，在抽查中每次都发现有较大数量失效（约占5％），失效模式为输入漏电增大，经调查与分析，发现失效是由ESD损伤引起的。因为该厂生产的CMOS电路在测试前后都放置于普通塑料盆内，塑料上的静电荷传递给CMOS电路，在测试过程中，当器件接触人体或桌面上的接地金属时就会立即引起放电，导致ESD损伤而失效。