為何要建立靜電防護(hù)體系？

隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的日益發(fā)展，互連導(dǎo)線寬度與間距越來(lái)越小，集成電路的集成密度越來(lái)越高，同時(shí)帶來(lái)的問(wèn)題是器件的耐靜電擊穿電壓也越來(lái)越低，因此在半導(dǎo)體器件的研制生產(chǎn)過(guò)程中必須重視靜電的問(wèn)題，采取靜電防護(hù)措施。

靜電的危害

靜電吸附

在器件生產(chǎn)過(guò)程中，由于大量使用了石英及高分子物質(zhì)制成的器具和材料，其絕緣度很高，使用中一些不可避免的摩擦?xí)斐善浔砻骐姾刹粩喾e聚，電位越來(lái)越高。由于靜電的力學(xué)效應(yīng)，使工作場(chǎng)所的浮游塵埃吸附于芯片表面，從而改變線條間的阻抗，影響半導(dǎo)體器件的功能與壽命。

*圖：芯片內(nèi)部線路損壞情況

靜電放電（ESD）

由靜電放電引起元器件的電擊穿是靜電危害的主要方式。造成器件損傷的主要機(jī)理有熱二次擊穿、金屬鍍膜熔融、介質(zhì)擊穿、氣弧放電，表面擊穿、體擊穿等。靜電放電可能造成器件硬擊穿或軟擊穿。

*圖：集成電路塑封材料在靜電放電中引起燒蝕

靜電防護(hù)措施有哪幾種？

① 器件的內(nèi)部保護(hù)方法

大多數(shù)情況下，靜電放電擊穿部件主要是在器件輸入端附近發(fā)生，因此通常采用的保護(hù)辦法是在與輸入端有關(guān)的部分制作保護(hù)電路。在單極型集成電路（MOS電路）中，由于輸入阻抗很高，輸入端很容易出現(xiàn)高電壓。因而保護(hù)電路必不可少，常用的方法是采用二極管、三極管、齊納二極管以及火花隙保護(hù)。

② 器件的外部保護(hù)方法

外部保護(hù)最簡(jiǎn)單的辦法是在器件的輸入端串聯(lián)電阻或并聯(lián)二極管。電阻起到的作用是限制靜電放電電流過(guò)大增加放電時(shí)間常數(shù)，降低電流脈沖幅度，而二極管能旁路靜電能量。采取以上的保護(hù)辦法后一般可使IC的抗擊穿電壓能力提供2-6倍，在一定程度上保護(hù)了器件免于損傷。

③ 防靜電系統(tǒng)對(duì)器件的保護(hù)

建立防靜電系統(tǒng)的具體措施一般是設(shè)立防靜電工作區(qū)。在這個(gè)工作區(qū)內(nèi)，所有的人員都必須穿戴防靜電工作服、鞋、帽。操作者必須在配置有各種除靜電裝置的工作臺(tái)上操作。目前市面上常見(jiàn)的除靜電裝置有離子風(fēng)嘴、離子風(fēng)機(jī)、離子風(fēng)棒。而這三種裝置如何選擇，取決于設(shè)備安裝的位置以及除靜電范圍大小。只有對(duì)靜電危害器件有很好的認(rèn)識(shí)，并積極防范，就能有效地保護(hù)半導(dǎo)體器件免受靜電危害。