为何要建立静电防护体系？

随着半导体制造技术的日益发展，互连导线宽度与间距越来越小，集成电路的集成密度越来越高，同时带来的问题是器件的耐静电击穿电压也越来越低，因此在半导体器件的研制生产过程中必须重视静电的问题，采取静电防护措施。

静电的危害

静电吸附

在器件生产过程中，由于大量使用了石英及高分子物质制成的器具和材料，其绝缘度很高，使用中一些不可避免的摩擦会造成其表面电荷不断积聚，电位越来越高。由于静电的力学效应，使工作场所的浮游尘埃吸附于芯片表面，从而改变线条间的阻抗，影响半导体器件的功能与寿命。

*图：芯片内部线路损坏情况

静电放电（ESD）

由静电放电引起元器件的电击穿是静电危害的主要方式。造成器件损伤的主要机理有热二次击穿、金属镀膜熔融、介质击穿、气弧放电，表面击穿、体击穿等。静电放电可能造成器件硬击穿或软击穿。

*图：集成电路塑封材料在静电放电中引起烧蚀

静电防护措施有哪几种？

① 器件的内部保护方法

大多数情况下，静电放电击穿部件主要是在器件输入端附近发生，因此通常采用的保护办法是在与输入端有关的部分制作保护电路。在单极型集成电路（MOS电路）中，由于输入阻抗很高，输入端很容易出现高电压。因而保护电路必不可少，常用的方法是采用二极管、三极管、齐纳二极管以及火花隙保护。

② 器件的外部保护方法

外部保护最简单的办法是在器件的输入端串联电阻或并联二极管。电阻起到的作用是限制静电放电电流过大增加放电时间常数，降低电流脉冲幅度，而二极管能旁路静电能量。采取以上的保护办法后一般可使IC的抗击穿电压能力提供2-6倍，在一定程度上保护了器件免于损伤。

③ 防静电系统对器件的保护

建立防静电系统的具体措施一般是设立防静电工作区。在这个工作区内，所有的人员都必须穿戴防静电工作服、鞋、帽。操作者必须在配置有各种除静电装置的工作台上操作。目前市面上常见的除静电装置有离子风嘴、离子风机、离子风棒。而这三种装置如何选择，取决于设备安装的位置以及除静电范围大小。只有对静电危害器件有很好的认识，并积极防范，就能有效地保护半导体器件免受静电危害。