(1)栅氧化层损伤
MOS栅氧化层受到ESD的作用,会产生细微损伤,有时会导致栅极泄漏电流少量增加。这种情况的发生可能是由于放电时形成丝状铝硅合金,该合金尚不能跨接整个栅氧化物,使得受损的氧化层击穿电压降低,在使用时就可能由于低能量EOS或者ESD使得已经受损的氧化层击穿,从而使器件失效。栅氧化层的击穿机理,目前认为可分为两个阶段:
第一阶段是建立阶段,或称为磨损阶段。在电应力作用下,氧化层内部及Si-SiO2界面处发生缺陷(陷阱、电荷)的积累,积累的缺陷达到某一程度后,使局部区域的电场(或缺陷数)达到某一临界值,转入下一阶段:
第二阶段是在热、电正反馈作用下,迅速使氧化层击穿的过程。栅氧寿命主要由第一阶段中的建立时间所决定。对电应力下氧化层中及界面处产生的缺陷,一般多认为是电荷引起的,对电荷的性质,主要有二种理论模型:负电荷积累模型和正电荷积累模型(此处不作详细说明)。
没有任何防护设备的情况下,静电是很容易击毁产品的。在没有采取防静电措施的环境中, 各种物体都有可能产生静电,而且表面绝缘的物体能产生上万伏的静电电压,而在2000V以下的静电放电,人几乎是感觉不到的。而击毁一个芯片只需要不到200V的静电电压。
防护静电有很多种途径,包括静电屏蔽、静电泄放、控制湿度和静电中和等等,只要各种防护措施做到位,在防静电工作区内,还是可以对静电放电的发生进行有效地控制,减少元件被破坏的几率。防静电工作区的建立是一个系统工程,可以参考相关的国家标准和行业标准,里面有详细的说明和评判标准。
ESD(Electrostatic Discharge Protection Devices),静电保护器件,亦称瞬态电压抑制二极管阵列(TVS Array),是由多个TVS晶粒或二极管采用不同的布局设计成具有特定功能的单路或多路ESD保护器件。ESD静电保护二极管响应速度快(小于0.5ns)、低电容、低导通电压、高集成度、小体积、易安装,可以同时实现多条数据线保护,是业内最理想的高频数据保护器件。
ESD静电保护二极管,主要应用于各类通信接口的静电保护,如USB、HDMI、RS485、RS232、VGA、RJ11、RJ45、BNC、SIM、SD等。同时,ESD静电保护元器件封装多样化,从单路的SOD-323到多路的SOT-23、SOT23-6L、QFN-10等,电路设计工程师可以根据电路板布局及接口类型选择不同封装的ESD静电保护二极管。
SOT-23封装ESD静电保护二极管
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