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  • 产品知识
  • ESD静电保护二极管
  • ESD引起集成电路损伤的三种途径
  • 时间:2015年09月25日 来源:www.dowosemi.com
  •   (1)人体活动引起的摩擦起电是重要的静电来源,带静电的操作者与器件接触并通过器件放电。

      (2)器件与用绝缘材料制作的包装袋、传递盒和传送带等摩擦,使器件本身带静电,它与人体或地接触时发生的静电放电。

      (3)当器件处在很强的静电场中时,因静电感应在器件内部的芯片上将感应出很高的电位差,从而引起芯片内部薄氧化层的击穿。或者某一管脚与地相碰也会发生静电放电。

      根据上述三种ESD的损伤途径,建立了三种ESD损伤模型:人体带电模型、器件带电模型和场感应模型。其中人体模型是主要的。

      二.ESD损伤的失效模式

      (1)双极型数字电路

      a.输入端漏电流增加

      b.参数退化

      c.失去功能,其中对带有肖特基管的STTL和LSTTL电路更为敏感。

      (2)双极型线性电路

      a.输入失调电压增大

      b.输入失调电流增大

      c.MOS电容(补偿电容)漏电或短路

      d.失去功能

      (3)MOS集成电路

      a.输入端漏电流增大

      b.输出端漏电流增大

      c.静态功耗电流增大

      d.失去功能

      (4)双极型单稳电路和振荡器电路

      a.单稳电路的单稳时间发生变化

      b.振荡器的振荡频率发生变化

      c.R.C连接端对地出现反向漏电

      三.ESD对集成电路的损坏形式

      a.MOS电路输入端保护电路的二极管出现反向漏电流增大

      b.输入端MOS管发生栅穿

      c.MOS电路输入保护电路中的保护电阻或接触孔发生烧毁

      d.引起ROM电路或PAL电路中的熔断丝熔断

      e.集成电路内部的MOS电容器发生栅穿

      f.运算放大器输入端(对管)小电流放大系数减小

      g.集成电路内部的精密电阻的阻值发生漂移

      h.与外接端子相连的铝条被熔断

      i.引起多层布线间的介质击穿(例如:输入端铝条与n+、间的介质击穿)

      四.ESD损伤机理

      (1)电压型损伤

      a.栅氧化层击穿(MOS电路输入端、MOS电容)

      b.气体电弧放电引起的损坏(芯片上键合根部、金属化 条的最窄间距处、声表面波器件的梳状电极条间)

      c.输入端多晶硅电阻与铝金属化条间的介质击穿

      d.输入/输出端n+扩区与铝金属化条间的介质击穿。

      (2)电流型损伤

      a.PN结短路(MOS电路输入端保护二极管、线性电路输 入端保护网络)

      b.铝条和多晶硅条在大电流作用下的损伤(主要在多晶 硅条拐弯处和多晶硅条与铝的接触孔)

      c.多晶硅电阻和硅上薄膜电阻的阻值漂移(主要是高精 度运放和A/D、D/A电路)

      五.ESD损伤实例 最容易受到静电放电损伤的集成电路有:CCD、EPROM、微波集成电路、高精度运算放大器、带有MOS电容的放大器、HC、HCT、LSI、VLSI、精密稳压电路、A/D和D/A电路、普通MOS和CMOS、STTL、LSTTL等。


  • 关键词:ESD,esd损伤