在半导体器件遭受静电放电(ESD)后,失效表现主要可归结为两种情况:
1. 介质击穿导致的失效:半导体器件中包含多种介质材料,其介电性能因材料种类和厚度不同而异。当静电脉冲电压超过介质的耐压能力时,可能导致介质击穿。这种击穿会直接损坏器件,尤其容易发生在以下情况:
- 栅氧化层介质击穿:对于MOS或IGBT等器件,栅氧化层相对较薄,如果静电电压超过其耐压能力,可能发生击穿。
- 金属层间介质击穿:集成电路需要多层金属布线,金属层之间的介质层可能击穿,导致金属短路,损坏器件。
- 多晶硅上的介质击穿:多晶硅用于栅极连接或电阻,其上通常有金属布线,介质层击穿可能发生。
- 场介质层击穿:场介质层通常较厚,但如果受损,静电击穿可能更容易发生。
2. 大电流导致的器件失效:不同半导体结构和材料具有不同的电流承受能力。当静电电流超过器件能够承受的电流时,可能导致器件过热烧毁。具体情况包括:
- PN结过流损伤:PN结通常能承受较大的正向电流,但反向击穿时会产生大电流。如果静电电流超过了其正向或反向承受能力,可能导致PN结局部过热,引发短路。
- 金属导线烧毁:尽管金属导线具有良好的导电性,但某些连接线的电流承受能力有限。当静电电流超过其承受能力时,可能导致导线过热烧毁。
在使用半导体器件时,必须谨慎处理,特别是在防止ESD损坏方面,采取适当的防护措施和操作方法至关重要,以确保器件的正常工作和可靠性。无尘防静电耗材了解更多