為何要建立靜電防護體系？

隨著半導體制造技術的日益發展，互連導線寬度與間距越來越小，集成電路的集成密度越來越高，同時帶來的問題是器件的耐靜電擊穿電壓也越來越低，因此在半導體器件的研制生產過程中必須重視靜電的問題，采取靜電防護措施。

靜電的危害

靜電吸附

在器件生產過程中，由于大量使用了石英及高分子物質制成的器具和材料，其絕緣度很高，使用中一些不可避免的摩擦會造成其表面電荷不斷積聚，電位越來越高。由于靜電的力學效應，使工作場所的浮游塵埃吸附于芯片表面，從而改變線條間的阻抗，影響半導體器件的功能與壽命。

*圖：芯片內部線路損壞情況

靜電放電（ESD）

由靜電放電引起元器件的電擊穿是靜電危害的主要方式。造成器件損傷的主要機理有熱二次擊穿、金屬鍍膜熔融、介質擊穿、氣弧放電，表面擊穿、體擊穿等。靜電放電可能造成器件硬擊穿或軟擊穿。

*圖：集成電路塑封材料在靜電放電中引起燒蝕

靜電防護措施有哪幾種？

① 器件的內部保護方法

大多數情況下，靜電放電擊穿部件主要是在器件輸入端附近發生，因此通常采用的保護辦法是在與輸入端有關的部分制作保護電路。在單極型集成電路（MOS電路）中，由于輸入阻抗很高，輸入端很容易出現高電壓。因而保護電路必不可少，常用的方法是采用二極管、三極管、齊納二極管以及火花隙保護。

② 器件的外部保護方法

外部保護最簡單的辦法是在器件的輸入端串聯電阻或并聯二極管。電阻起到的作用是限制靜電放電電流過大增加放電時間常數，降低電流脈沖幅度，而二極管能旁路靜電能量。采取以上的保護辦法后一般可使IC的抗擊穿電壓能力提供2-6倍，在一定程度上保護了器件免于損傷。

③ 防靜電系統對器件的保護

建立防靜電系統的具體措施一般是設立防靜電工作區。在這個工作區內，所有的人員都必須穿戴防靜電工作服、鞋、帽。操作者必須在配置有各種除靜電裝置的工作臺上操作。目前市面上常見的除靜電裝置有離子風嘴、離子風機、離子風棒。而這三種裝置如何選擇，取決于設備安裝的位置以及除靜電范圍大小。只有對靜電危害器件有很好的認識，并積極防范，就能有效地保護半導體器件免受靜電危害。