半导体器件测量工作中的静电防护技术-江苏省电子信息产品质量监督.PDF

半导体器件测量工作中的静电防护技术 江苏省电子信息产品质量监督检验研究院 许春华 摘要：国家实验室审查中对我院晶体管的测量提出了静电防护要求，本文简单阐述半导体器件的测量 工作中的静电防护技术。 关键词：静电、ESD、静电灵敏等级 一、概述： 静电是一种电能，它存留于物体表面，是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果，是通 过电子或离子的转换而形成的。静电现象是电荷在产生和消失过程中产生的电现象的总称。 如摩擦起电、人体起电等现象。 静电通常在相同或者不同材料（至少有一种不导电）的接触和分离时产生。（例如：鞋 子和地毯）另一个可能性是在非导电材料表面空气的流动时产生。ESD是指静电的释放，所 有电子组件都可能被ESD损坏，也可以通过向他们（人体或者机器）排放静电而带电或者先 变成带电然后又释放到地面。放置在某个区域的装置会因为附近带电材料而产生静电。如果 在那个区域，通过将装置接地可以将静电转移。静电破坏还可以累积，意思是说不一定是单 一的静电损坏，也可能是多次静电累积到一定程度就可以对产品造成破坏。 为了控制和消除ESD，美国、西欧和日本等发达国家均制定了国家、军用和企业标准或 规定。从静电敏感元器件的设计、制造、购买、入库、检验、仓储、装配、调试、半成品与 成品的包装、运输等均有相应规定，对静电防护器材的制造使用和管理也有较严格的规章制 度要求。 二、由于不可能建立一套包含所有情况的程序，所以最重要的是要了解静电防护的基本原则， 主要有以下几个方面： a)增加组件的静电防护，组件越小越复杂越容易受静电影响。 b)避免带静电。避免使用带电材料和预防不同的潜在因素。 c)使用特定的静电防护工具（例如;防静电手环，防静电鞋） d)对静电释放的管控，基本原则是：在受控（缓慢）的方式下把已经带的电经由释放 路径释放掉。（例如：元器件——人——静电环——接地） e)对产品的保护，使用抗静电包装防止产品带电。 三、分类： 不同产品对 ESD 的敏感程度是不一样的，这取决于他们的设计或者是用于保护装置（如： 保护二极管）。因此，这些组件可以分成四个敏感等级： 静电电灵敏等级分类（表 1） 名称 级别 静电敏感电压 静电甚敏感器件 Class 1 ESD ≤ 2000V 静电敏感器件 Class 2 2000V ＜ESD ≤ 4000V 静电中等敏感器件 Class 3 4000V ＜ ESD ≤ 16000V 非静电敏感器件 Class 4 ESD 16000V 四、产品静电灵敏等级分类（表 2） 产品类型 级别 备注 MOS 管 Class 1 / 电路管 Class 2 / 数字晶体管 Class 2 / 二极管（SKY、ZENER、SWITCH） Class 3 / 双极管 Class 3 / 三极管（NPN 型、PNP 型） Class 4 / 可控硅管（thyristor） Class 4 / 四、静电防护要求措施 一般法则：所有设备工具, 夹具和手工具用以生产, 处理或储存对静电敏感的产品必须 遵照“表 2”的等级要求严格执行。 1．非必要及个人物品不