集成电路ESD介质击穿过程中击穿电荷物理模型研究

在集成电路绝缘氧化层静电放电(ESD)介质击穿物理模型的基础上,讨论并建立了击穿电荷的数学物理模型,给出了击穿电荷与氧化层表面累积电荷密度的关系式.     

介质击穿模型参数对雷电先导放电数值模拟的影响

为研究介质击穿模型参数的选取对雷电先导放电数值模拟结果的影响,以雷云荷电模型和WZ模型为基础,模拟计算了三维先导放电通道在50 m空间分辨率下的分形维数和先导临近对地面电场峰值的增强程度.统计分析结果表明:分形维数随着概率指数和电场击穿阈值的增大而减小,但随着通道内电场的增大先减小而后基本趋于稳定,且概率指数对分形维数的影响程度最为剧烈,电场击穿阈值次之,通道内电场的影响相对最弱;地面电场峰值的增强程度随着通道内电场和电场击穿阈值的增大而减小,但随着概率指数的增大先减小而后基本趋于稳定,且通道内电场对地面电场峰值增强程度的影响最为剧烈,概率指数次之,电场击穿阈值的影响相对最弱.     

输电线路雷击过程分析的雷电通道分形模型

如何合理进行输电线路的防雷分析是线路设计的关键问题之一．本文对分形模拟应用到输电线路防雷中的三个重要问题，即上行先导起始的判据和实现、与雷电流幅值建立联系及分形维数的计算和控制，进行了讨论．分析结果表明，线路即使满足电气几何模型的完全屏蔽条件，仍然存在绕击跳闸的可能性．作为方法的进一步应用，我们还计算了超高压交流线路在不同地面倾角下的绕击跳闸率以及特高压直流线路一个档距内的雷击落点分布特征，可发现线路防雷中的薄弱环节．本文工作为优化避雷线与导线的排列方式提供了一个有潜力的方法，工程中可以适当地控制避雷线和相导线或极导线的弧垂来降低线路的绕击概率．     

混粉电火花加工介质击穿及放电通道位形研究

回顾了流光理论的基本过程,并运用流光理论对混粉电火花加工极间介质击穿的微观过程进行了详细论述.将粉末颗粒视为插入两电极之间的一串联电极,则极间距离以粉末颗粒为界分成两段,两段介质均以流光的形式击穿后,放电通道便由一电极表面经由粉末颗粒到达另一电极表面而形成串联放电.在此基础上,结合实验现象,研究了放电通道的位形,认为放电过程以单通道放电为主,而正极放电点面积的增大改变了正极表面的热量分布,最终确保了加工表面粗糙度的改善.     

芯片氧化层静电放电击穿模型研究

提出了芯片门电路硅氧化层静电放电介质击穿的物理模型.并使用该模型讨论了介质击穿场强与介质厚度的关系,讨论了介质击穿电压与ESD(静电放电)敏感度的尺寸效应,对于厚度为0.01μm、面积为9.09×10-6 cm2氧化层,其击穿电压约为208 V;若面积不变,厚度缩小为原来的1/10,则其击穿电压降为160 V;若面积也等比例缩小,则击穿电压降为20 V,其结果是耐ESD的能力大幅度降低.     

IC器件在HBM ESD脉冲电压下的介质击穿实验研究

在IC器件氧化绝缘层介质击穿物理模型的基础上,讨论了人体带电放电模型(HBM ESD)中的波动电压加于氧化层上时的介质击穿.发现了氧化层上的俘获空穴密度临界值随薄膜厚度的变化十分敏感,当厚度由0.010μm减少至0.003μm时,俘获空穴密度临界值由0.100 C/cm2减少至0.002 C/cm2.相应地,IC器件抗ESD的性能也急剧下降.