靜電放電

　　靜電放電（ESD）是大家熟知的電磁兼容問(wèn)題，它可引起電子設(shè)備失靈或使其損壞。當(dāng)半導(dǎo)體器件單獨(dú)放置或裝入電路模塊時(shí)，即使沒(méi)有加電，也可能造成這些器件的永久性損壞。對(duì)靜電放電敏感的元件被稱為靜電放電敏感元件（ESDS）。

　　如果一個(gè)元件的兩個(gè)針腳或更多針腳之間的電壓超過(guò)元件介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度，就會(huì)對(duì)元件造成損壞。這是MOS器件出現(xiàn)故障最主要的原因。氧化層越薄，則元件對(duì)靜電放電的敏感性也越大。故障通常表現(xiàn)為元件本身對(duì)電源有一定阻值的短路現(xiàn)象。對(duì)于雙極性元件，損壞一般發(fā)生在薄氧化層隔開(kāi)的已進(jìn)行金屬噴鍍的有源半導(dǎo)體區(qū)域，因此會(huì)產(chǎn)生泄漏嚴(yán)重的路徑。

　　另一種故障是由于節(jié)點(diǎn)的溫度超過(guò)半導(dǎo)體硅的熔點(diǎn)（1415℃）時(shí)所引起的。靜電放電脈沖的能量可以產(chǎn)生局部地方發(fā)熱，因此出現(xiàn)這種機(jī)理的故障。即使電壓低于介質(zhì)的擊穿電壓，也會(huì)發(fā)生這種故障。一個(gè)典型的例子是，NPN型三極管發(fā)射極與基極間的擊穿會(huì)使電流增益急劇降低。

　　器件受到靜電放電的影響后，也可能不立即出現(xiàn)功能性的損壞。這些受到潛在損壞的元件通常被稱為“跛腳”，一旦加以使用，將會(huì)對(duì)以后發(fā)生的靜電放電或傳導(dǎo)性瞬態(tài)表現(xiàn)出更大的敏感性。

　　要密切注意元件在不易察覺(jué)的放電電壓下發(fā)生的損壞，這一點(diǎn)非常重要。人體有感覺(jué)的靜電放電電壓在3000 — 5000V之間，然而，元件發(fā)生損壞時(shí)的電壓僅幾百伏。

　　靜電放電的危害效應(yīng)是在二十世紀(jì)七十年代開(kāi)始認(rèn)識(shí)到的，這是由于新技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致元件對(duì)靜電放電的損壞越來(lái)越敏感。靜電放電造成的損失每年可達(dá)到幾百萬(wàn)美元以上。因此，許多大型的元件和設(shè)備制造廠引進(jìn)專業(yè)技術(shù)以減小生產(chǎn)環(huán)境中的靜電積累，從而使產(chǎn)品合格率和可靠性提高了許多。用戶根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)也懂得了防治靜電放電損害的重要性。

　　２．如何對(duì)付靜電放電？

　　控制靜電積累的第一步是要弄清楚靜電荷的產(chǎn)生機(jī)理。

　　靜電電壓是由不同種類的物質(zhì)相互接觸與分離而產(chǎn)生。盡管摩擦能夠使電荷積累得更多，但是摩擦并不是必要的。這種效應(yīng)即是大家熟知的摩擦起電，所產(chǎn)生的電壓取決于相互摩擦的材料本身的特性。磨擦起電序列表列出了各類物質(zhì)的帶電難易程度。對(duì)于相互接觸的兩種物質(zhì)，電子會(huì)從序列表較上的物質(zhì)轉(zhuǎn)向較下的物質(zhì)，這樣就會(huì)使兩種物質(zhì)分別帶正負(fù)電荷。序列表中的物質(zhì)離得越遠(yuǎn)，各自所帶的電荷數(shù)量也越大。常見(jiàn)物質(zhì)的磨擦起電序列如表1所示。