EN

首頁 > 資訊中心 > 技術資訊 > 晟鼎小講堂丨離子靜電消除裝置在半導體器件的應用

晟鼎小講堂丨離子靜電消除裝置在半導體器件的應用

2022-04-25


1.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。

本文將會給出半導體器件生產中靜電產生的原因及特點,綜合分析出靜電防護的方法和措施。生產中的靜電損傷是影響器件可靠性的重要因素之一,生產廠必須建立靜電防護體系,進行全面防護。


2.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


3.靜電防護措施有哪幾種?

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。



4.結語

只有在設計、生產、傳遞、包裝、檢驗和儲運等各環節都采取靜電防護措施并建立周期監測制度,才能實現對靜電敏感部件的有效防護,為用戶提供高質量,高可靠的器件,才能滿足各行業領域對半導體器件的高可靠要求。

產品推薦
TOP
亚洲国产精品第三页