電子器件靜電損傷的失效形式及其他防靜電方法?

2022-08-19 19:33:10 字數 1427 閱讀 5326

電子器件靜電損傷的失效形式及其他防靜電方法?   

對於易受靜電放電損壞的微電子器件(或是元件)稱為靜電放電敏感器件。

其在靜電放電影響下發生的失效形式有以下幾種:   

突發性完全失效突發性完全失效是器件的乙個或多個電引數突然劣化,完全失去規定功能的一種失效。通常表現為開路、短路以及電引數嚴重漂移。

這種失效一般分為兩種:

一種是與電壓相關的失效,如介質擊穿、pn結反向漏電流增大等;

另一種是與功率有關的失效,如鋁條熔斷、多晶電阻熔斷、矽片區域性區域熔化。對於結型器件,通常是與功率有關的熱效應引起器件損壞。損傷部位往往是在pn結邊緣的si—sio,介面或接觸孔邊緣處發生。因靜電放電引起的區域性高溫區,會造成雜質微擴散,形成的雜質管道導致pn結嚴重漏電和電流增益顯著下降。   

對於肖特基器件和淺結器件,靜電損傷都集中在勢壘區邊緣的,si.si0,介面處。該處電場集中,過電流形成熱斑。熱斑的不穩定會導致器件失效,其失效模式完全類似於熱致二次擊穿,失效部位往往集中在結區邊緣。   電路的失效主要表現為輸入端鋁互連線與輸入保護電阻周圍pn一保護環之間的介質擊穿短路;輸入對地保護二極體的pn結擊穿;擴散保護電阻的寄生pn結損傷;多晶保護電阻接觸孔損傷等。損傷嚴重時,輸入端金屬互連線燒熔。對於鋁柵器件,靜電放電引起al—si0:介面發生反應,鋁穿透si0:並造成柵極漏電甚至短路。   

採用m0s電容器作為內補償的運算放大器,往往表現為過電壓引起電容器的介質擊穿。對於cm0s電路和m0s功率管,由於存在寄生閘流體效應,靜電放電可能觸發「閉鎖」,如果供電迴路無限流電阻存在,器件會被過大電流燒壞。所以現在和廠商很重視防靜電工作和防靜電產品使用!   

潛在性緩慢失效對某些積體電路,雖然pn結已受到靜電放電損傷,但電路的電引數退化並不明顯,只給電路留下了隱患,使該電路在以後的加電工作中,引數退化逐漸加重。因此,靜電放電損傷具有潛在性和累積性的特點。如果帶電體的靜電位或儲存的靜電能量較低或者靜電放電迴路有限流電阻存在,則一次靜電放電脈衝電流不足以引起器件發生突發性完全失效,但它會在器件內部造成輕微損傷。這種損傷又是積累性的,隨著靜電放電脈衝電流次數的增加,器件的損傷限定值電壓會逐漸下降,器件的電引數逐漸劣化,這類失稱為潛·靜電安全防護要訣在性失效。它降低了器件防靜電的能力和器件的使用可靠性。正因為存在這種潛在性失效,所以對器件進行100%的防靜電篩選試驗是不可取的。   

常見的靜電放電損傷的失效模式常見的靜電放電損傷的失效模式有下列幾種:   

高頻小功率二極體反向漏電流增加,擊穿電壓降低;正向壓降減小;電極金屬熔蝕。  

高頻小功率電晶體結反向漏電流增大;值減小;雜訊係數增大;電極金屬熔蝕。   

場效應電晶體柵一源極或柵一漏極短路或漏電。   

雙極數位電路輸入漏電流增加;引數退化或失去功能。   

雙極線性電路輸入失調電壓增大,失調電流增大;器件電容擊穿短路。   

積體電路輸入端或輸出端與源極之間漏電流增大,輸入保護網路的pn結擊穿;其他功能引數退化;喪失功能,多晶矽佈線膜熔斷。

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