CDM失效模式已经逐渐成为一个突出的问题,原因在于:第一,随着芯片工艺的进步,工作速度加快了,但芯片也变得脆弱了。集成度的提高使得器件尺寸越来越小,器件之间的连线宽度越来越窄,钝化层越来越薄,这些因素都会时芯片对静电放电的敏感性也越大。一个不太高的电压就能将晶体管击穿,一个微小的ESD电流就能将连线熔断,使得半导体器件失效,增加科研成本;第二,通过测量CDM模式的静电放电波形,能够通过检查检测后的器件性能表现可以判断器件是否失效;第三,通过分析放电波形的峰值、周期等参数对半导体器件性能是否失效进行分析,从而提出避免器件失效的预防措施。因此,提出基于CDM模式可以手动 *** 作的静电放电的测试系统及方法十分必要。
常见的静电放电模式:
1. HBM,人体放电模型,即带电人体对器件放电,导致器件损坏。放电途径为:人体——器件——地。
2.MM,机器模型,即带电设备对器件放电,导致器件损坏。放电途径为:机器——器件——地。
3.CDM,带电器件模型,即带电器件直接对敌放电。放电途径为:器件——地。
4.FICDM,感应放电模型,即器件感应带电后放电。途经:电场——器件带电——地。
1.HBM:Human Body Model,人体模型:
该模型表征人体带电接触器件放电,Rb 为等效人体电阻,Cb 为等效人体电容。等效电路如下图。图中同时给出了器件 HBM 模型的 ESD 等级。
ESD人体模型等效电路图及其ESD等级
2.MM:Machine Model,机器模型:
机器模型的等效电路与人体模型相似,但等效电容(Cb)是 200pF,等效电阻为 0,机器模型与人体模型的差异较大,实际上机器的储电电容变化较大,但为了描述的统一,取 200pF。由于机器模型放电时没有电阻,且储电电容大于人体模式,同等电压对器件的损害,机器模式远大于人体模型。
ESD机器模型等效电路图及其ESD等级
3.CDM:Charged Device Model,充电器件模型:
半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中,由于管壳与其它绝缘材料(如包装用的塑料袋、传 递用的塑料容器等)相互磨擦,就会使管壳带电。器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。CDM 模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时,发生对地放电引起器件失效而建立的,器件带电模型如下:
ESD充电器件模型等效电路图及其ESD等级
器件的 ESD 等级一般按以上三种模型测试,大部分 ESD 敏感器件手册上都有器件的 ESD数据,一般给出的是 HBM 和 MM。
通过器件的 ESD 数据可以了解器件的 ESD 特性,但要注意,器件的每个管脚的 ESD 特性差异较大,某些管脚的 ESD 电压会特别低,一般来说,高速端口,高阻输入端口,模拟端口 ESD电压会比较低。
半导体器件是由半导体元件制成的电子器件。半导体设备包括激光打标机、激光喷墨打印机、包装机、净水器等。
半导体是指室温下电导率介于导体和绝缘体之间的材料。它广泛应用于半导体收音机、电视机和温度测量。例如,二极管是由半导体制成的器件。半导体是指其导电性可以控制的材料,范围从绝缘体到导体。
半导体材料的分类根据化学成分和内部结构,半导体材料大致可以分为以下几类:
1.化合物半导体是由两种或两种以上元素结合而成的半导体材料。
2.非晶半导体材料用作半导体的玻璃是非晶的非晶半导体材料,可分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃。
3.元素半导体包括锗、硅、硒、硼、碲、锑等。
4.有机导电材料已知的有机半导体材料有几十种,包括萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物,目前还没有应用。
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