ESD分析 --静电的产生 [前言] ESD的文档是又长又难懂，所以只能分批 .DOC

ESD分析--静电的产生[前言]ESD的文档是又长又难懂，所以只能分批解决之。第一步。要了解ESD(Electrostatic?Discharge)，首先要了解静电的产生机理，所以本人就从网上搜罗了一些资料加以编辑，贴出来供大家参考。[正文]翻阅有关半导体的文章时，总会涉及到如晶体结构，能带，原子结构等，所以个人认为学好半导体工程学是十分之重要。以下是一些基本概念：分子：保持物质化学性质的一种微粒；原子：化学变化中的最小微粒，原子中心的原子核有质子和中子，环绕原子核运转的是电子；电子：具有最小电量的质量最小的粒子(现在有分数电量之说)；离子：以带正电(正离子)或负电(负离子)的原子或分子形态存在。单晶体：按照一定规则的原子序列构成的晶体；多晶体：小的单晶体的集合；晶体：由反映晶体特征的基本单元在三维空间堆积而成的。把基本单元叫做晶胞；静电是一种静止的电荷，是电子不均匀分布的结果，主要是摩擦产生，其他像电场诱发，直接充电等。摩擦电荷的极性与强度是由摩擦电序列决定：?湿度愈高，静电愈低。55%湿度的静电产生量约为10%湿度的5-20%。ESD静电释放，电荷在不同电位物体间转移的现象。一般我们可以感知的ESD都在3000V以上。各种元件的静电敏感度：??元件类型??????????????????????静电敏感度(伏特);VMOS?????????????????????????????30?-?1,200?Mosfet，?GaAsfet，?EPROM?????????100?-?300JFET?????????????????????????????150?-?7,000?OP-AMP???????????????????????????190?-?2,500?Schottky?Diodes??????????????????300?-?2,500?Film?Resistors???????????????????300?-?3,000?Schottky?TTL?????????????????????1,000?-?2,5002000-4000V人体有所感知。5000V以上有火花产生。*.注：以上来自/rom/04_esd-c.htm电荷的起源与物体带电一切电的现象都起源于电荷的存在与运动。自然界中只存在两种电荷，即正电荷与负电荷。电荷的单位是C，称为库仑。使物体带电，叫做起电。任何物体都有可能带电。要使物体带电，可利用摩擦起电、接触起电、静电感应等方法。物体带电实际上是获得或失去电子的结果，这意味着电荷不能离开电子、质子而存在。电荷是电子、质子等微观粒子所具有的一种属性。电荷守恒定律：由摩擦起电和其他起电过程的大量实验事实表明，一切起电过程其实都是使物体上正、负电荷分离或转移的过程，在这种过程中，电荷既不能消灭，也不能创生，只能使原有的电荷重新分布。由此就可以总结出电荷守恒定律：一个孤立系统的总电荷(即系统中所有正、负电荷之代数和)在任何物理过程中始终保持不变。所谓孤立系统，就是指它与外界没有电荷的交换。电荷守恒定律也是自然界中一条基本的守恒定律，在宏观和微观领域中普遍适用。电荷的量子性：实验表明，电子是自然界具有最小电荷的带电粒子。任一带电体的电荷都是电子电荷e的整数倍，这就是说，e是电荷的一个基本单元。当带电体的电荷发生改变时，它只能按e的整数倍改变，不能作连续的任意改变。这种电荷只能一份一份地取分立的、不连续的数值的性质，叫做电荷的量子化。电荷的量子就是e。不过，常见的宏观带电体?所带的电荷远大于电子的电荷，在一般灵敏度的电学测试仪器中，电荷的量子性是显示不出来的。因此在分析带电情况时，可以认为电荷是连续变化的。这正象人们看到江河中滔滔流水时，认为它是连续的，而并不感觉到水是由一个个分子、原子等微观粒子组成的一样。?上图揭示摩擦起电的机理。*.注：以上来自/wanluokecheng/p04/ch10/sec01/#实验表明，丝绸摩擦玻璃棒，使玻璃棒带上正电，而毛皮摩擦橡胶棒时，使橡胶棒带上负电。并且绝缘体更容易带电。所以也应该了解金属、半导体和绝缘体之间的关系。还有一个问题就是晶体结构与导体之间的关系(暂时还没有找到相关资料，希望有谁能解释一下，晶体结构与超导的关系)。物质的导电性可以通过各自的能带加以说明。即有能级都被电子填满的满带，又有完全不存在电子的导带。当外加电场时，电子为了能够无能运动，就必须伴有电子能量的增加。但是，满带中的电子即使在外加电场下也不能移动，因此不能形成电流(因为若使电子能量变化，能级上必须存在空穴)。另一方面，空的导带内又没有输送电流的电