微电子器件工业生产中的静电防护研究

从ESD过程分析入手,对微电子器件工业生产中的静电来源以及泄放途径进行了剖析,介绍了4种静电放电模型,进而阐述了微电子器件工业生产中的静电防护技术以及静电防护体系,以确保静电防护的有效性。     

ESD对微波半导体器件损伤的物理机理分析

为了得到电磁脉冲对微波半导体器件的损伤规律,进而研究器件的静电放电损伤机理,首先对半导体器件静电放电的失效模式即明显失效和潜在性失效进行了介绍;其次分析了器件ESD损伤模型;最后通过对器件烧毁的物理机理进行分析,得到器件在静电放电应力下内在损伤原因。在ESD电磁脉冲作用下,器件会产生击穿效应,使内部电流密度、电场强度增大,导致温度升高,最终造成微波半导体器件的烧毁。     

气体微机电传感系统中的片上ESD保护

本文提出了一种应用于微机电系统嵌入式传感器片上系统新工艺上的静电放电防护器件的电路结构。这个静电放电防护结构采用了以地端为参考电位的,多指条晶闸管类器件,包括以下几个部分1）输入/输出防护,2）电源钳位3）微机电处理过程中的内部传感器电极。本工作也提出了一种在有限的芯片面积下实现静电放电防护等级要求的多指条版图布局。这种静电放电防护设计体系在器件级和片上系统级都得到了测试和验证,有效性和鲁棒性都得到了证实。测试数据表明采用了本防护体系的片上系统在不引入闩锁,漏电流只有10-10A的情况下承受了4.1kV的人体放电模式的静电测试。     

MOS器件静电放电潜在性失效概述

各类微电子器件在向着微型化与集成化方向发展的同时,随之而来的便是其抗静电放电能力的下降。然而,静电放电不仅能够在微电子器件内部造成明显失效,而且能够在其内部造成潜在性失效。潜在性失效,是目前最具争议的一种失效模式,也最具威胁性。国内外研究人员在此方面积极开展了多项研究并取得了较大的进展,他们的研究结果表明:在MOS器件中确实存在静电放电潜在性失效问题。同时,在他们的研究中对MOS器件静电放电潜在性失效的损伤机理、检测方法等进行了相应研究。     

集成电路静电放电电压与注入能量的相关性研究

为了研究静电放电注入时损伤电压与损伤能量之间的关系,本文进行静电放电电压与注入的平均峰值能量之间的对应关系研究.实验采用静电放电模拟器在人体模型下对几种集成电路器件进行注入放电,通过Agilent inifniium示波器记录并计算得到静电放电注入时相应的能量波形,取五次能量峰值的平均值记为该电压下注入的峰值能量,采用曲线拟合的方法,得到注入的静电电压与平均峰值能量之间的关系表达式.     

通用电爆装置抗静电能力研究

为评估弹药、导弹的抗静电能力,从形成静电危害的3要素分析入手,简述了电爆装置静电感度测试程序与数据处理方法,测试确定了某型反坦克火箭云爆弹用电点火具的真实静电感度.以静电发火的安全界限、静电放电模型和能量耦合关系为基础,确定了危险静电源对电爆装置直接放电的安全电压阈值计算方法.根据多年来的实测数据,确定了人体、机器设备对5种通用电爆装置直接静电放电的静电安全电压阈值.     

电子产品SMT生产过程中的ESD

在电子产品SMT生产过程中,静电放电往往会损伤器件,甚至使器件失效,造成严重损失,因此SMT生产中的静电防护非常重要。本文介绍并分析了电子产品制造中的静电产生源及静电防护原理,较详细地介绍了SMT生产中的一些静电防护技术基础与相应措施。     

CMOS电路的静电放电失效分析

静电放电(ESD)对半导体器件的损伤是影响电子产品可靠性的重要因素.在ESD引起的损伤中,有90%的概率会造成器件在使用现场的早期失效,因此ESD会严重影响器件的可靠性. 我们用人体模型电路测量了部份CMOS电路的ESDS,对ESD失效器件作了分析;根据被测器件的ESDS的统计分布规律,计算了CMOS器件的静电放电失效概率. 测试方法按美军标Mil-Std-883C标准规定的要求研制了人体模型ESDS测试仪,其放电波形上升沿时间常数为14ns,下降沿为300ns.在每一电压水平上均对器件各进行五次正负放电,相邻两次放电的时间间隔为5秒.     

静电放电发生器的结构原理及研究现状

静电放电发生器是模拟静电放电过程、进行静电放电抗扰度试验的平台。本文在IEC61000-4-2标准的基础上,介绍了静电放电发生器的基本结构原理和测试模型。并概述了目前国内外市场上两种基本类型的静电放电发生器产品的原理及特点,提出存在的问题,为静电放电发生器今后的改进提供了依据。     

静电放电抑制器的时域矩量法分析

静电放电抑制器是一种静电放电保护电路,在射频和微波集成电路中起到非常重要的保护作用。给出了静电放电抑制器的理论模型。利用时域矩量法分析了三种结构的超低电容静电放电抑制器的电容、电场与电荷分布。数值计算结果表明放电时产生的最大电场均大于空气中击穿的阈值电场,其中弧线形放电抑制器的电场最大,而锯齿形放电抑制器可发生多点击穿,提高了系统设计的可靠性。     

CMOS电路的静电放电失效分析

静电放电(ESD)对半导体器件的损伤是影响电子产品可靠性的重要因素。在ESD引起的损伤中,有90％的概率会造成器件在使用现场的早期失效,因此ESD会严重影响器件的可靠性。我们用人体模型电路测量了部份CMOS电路的ESDS,对ESD失效器绊作了分析;根据被测器件的ESDS的统计分布规律,计算了CMOS器件的静电放电失效概率。     

微电子器件静电防护探讨

随着我国IT产业的迅速发展和技术水平不断提高,高分子材料、微电子器件广泛应用于各领域及其产品,静电放电损伤给企业造成了重大的危害,因此,静电防护受到企业的普遍重视。研究了微电子器件静电防护的相关内容,提出了静电防护措施,以期为相关工作者提供借鉴。     

飞机静电放电刷静电放电特性的试验研究

静电沉积威胁飞机飞行安全,静电放电刷是泄放飞机静电的重要器件。文章设计了飞机静电放电刷静电放电特性试验系统,研究了某型飞机静电放电刷的静电泄放特性。结果表明:静电放电刷的静电泄放存在阈值现象,仅当施加电压高于放电阈值时,才可观测到明显的放电电流,且电压-电流关系可由抛物线曲线描述;对受试放电刷,负极性阈值电压为21.91kV,正极性的阈值电压为25.12kV,并在施加40kV负极性电压下,放电电流达到20.99μA,满足静电泄放对放电电流的要求。此外,通过测量静电放电的噪声电压波形,分析获得了受试静电放电刷的射频噪声特性,发现受试放电刷的放电脉冲间隔为1~2μs,单次脉宽为0.1~0.2μs,噪声频谱主要分布于1 MHz以内,且频谱强度变化减弱较为平稳。研究结果可为飞机静电放电刷设计、试验及鉴定提供有益参考。     

静电放电电磁脉冲理论建模与作用机理研究进展

通过静电放电效应实验和理论分析,研究了IEC6100042标准规定的实验方法与实验平台的局限性,提出了改进的ESD电磁场理论模型,探讨了静电放电电磁脉冲对微电子器件作用机理,提出了相应防护对策。     

云爆弹静电安全性评价研究

为定量评价云爆弹的静电安全性,利用真实静电感度测试方法和升降法试验程序,确定了云爆弹用电点火具的50%静电点火能和标准偏差,确定其静电点火安全限为0.30 mJ.根据火工人体静电放电模型和火工金属静电放电模型,确定了人体和金属设备对云爆弹直接放电时的静电安全电压阈值分别为6.42 kV和2.45 kV.     

静电放电作用下双极型硅半导体晶体管仿真分析

为了研究静电放电对双极型硅晶体管的损伤机理,针对典型的NPN结构的双极型晶体管,运用Medici仿真软件建立了器件的仿真模型。从器件内部电流、电势、电场强度和电流密度分布变化的分析出发,研究了在静电放电电磁脉冲作用下其内在损伤过程与机理。通过仿真分析,一方面验证了该类器件对ESD最敏感的端对为CB结,而不是EB结。另一方面发现ESD对该类器件的损伤主要是过热损伤模式,损伤机理为热二次击穿。但两者机理有所不同：对于高掺杂的发射结反偏时先是发生了齐纳击穿,而后发生雪崩击穿,属于软击穿;而低掺杂的集电结反偏时只是发生了雪崩击穿,属于硬击穿。     

功率器件芯片封装和静电放电失效分析

针对一般失效机理的分析可提高功率半导体器件的可靠性.利用多种微分析手段,分析和小结了功率器件芯片的封装失效机理.重点分析了静电放电(electrostatic discharge,ESD)导致的功率器件失效,引入了ESD电热理论模型.实验证明,该模型能快速准确地分析金属引线的抗ESD强度.     

纯氧环境下材料静电放电点燃性实验

某些特殊环境中,织物、毛皮等材料需要在不同压强纯氧条件下使用,纯氧为强氧化剂,静电放电很可能引起材料燃烧,从而对材料使用的安全性造成威胁,甚至造成生命和财产损失.设计制作了一套静电放电点燃性纯氧密封实验装置;在42 kPa,101 kPa和142kPa压强下,采用不同的静电放电模型,对4种材料进行了静电放电引燃性实验,给出了不同压力条件下材料的引燃能量,结果表明,材料在纯氧环境中,随着纯氧压强的升高而越来越容易被点燃,材料的引燃性能与放电速度有关.     

静电放电对2SC3356造成的潜在性失效的实验模拟

研究了低电压的静电放电(ESD)对微电子器件造成的潜在性失效.采用人体模型(HBM)对微波低噪声晶体管2SC3356施加了一系列低电压的ESD应力,结果表明:低于损伤阈值的ESD应力可以使微电子器件产生潜在性损伤,从而影响器件的使用寿命.     

静电放电火花点燃特性与危险性分级方法

由分析静电放电火花羔火过程的物理特征和静电放电火花的点燃特性。根据静电放电火花的能量大小、放电火花空间分布范围和放电火花持续时间,研究静电放电火花实际点燃可燃物的可能性大小,给出6种典型静电放电火花的实际点燃能力。根据灰色系统理论,分析静电放电火花点火源序列和可燃物危险性序列之间存在的关联性,对静电放电火花的实际点燃危险性进行定量评价,将工业生产条件下的静电放电火花点燃危险性分为4级。