靜電放電(ESD)問題屬于電磁兼容(EMC) 領(lǐng)域的一個(gè)分支，它和雷電、強(qiáng)電磁脈沖(EMP)、開關(guān)操作引起的電磁脈沖密切相關(guān)。在實(shí)際工作中，應(yīng)注意它們的相互關(guān)系和各自特點(diǎn)，這樣才能正確分析微電子失效的原因。靜電有很多效應(yīng)，這些效應(yīng)會(huì)對微電子產(chǎn)生諸多不良影響。靜電吸附塵埃對微電子生產(chǎn)的不良影響物體在產(chǎn)生靜電后，會(huì)在其周圍形成靜電場。位于靜電場中的任何其他帶電體都會(huì)受到電場力排斥或吸引。點(diǎn)電荷之間的電場力可用式(1-2)表示:式中F-電場力(N);
電荷量兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離(m);介電常數(shù)。當(dāng)兩種物體所帶電荷極性不同時(shí)，物體之間產(chǎn)生吸引。當(dāng)電荷極性相同時(shí)，物體之間立生排斥。實(shí)驗(yàn)表明，一般絕緣體或電介質(zhì)帶靜電后， 每平方厘米靜電力僅幾至數(shù)百毫克。這樣小的力對重物毫無作用，但對質(zhì)量僅為幾毫克或更低的毛發(fā)、紙片、塵埃、纖維的吸付作用則非常明顯。靜電吸附塵埃對微電子生產(chǎn)業(yè)影響很大，在現(xiàn)代大規(guī)模集成電路(LSI)產(chǎn)中，芯片的線間距非常微小。如果其產(chǎn)生靜電則對幾到幾十微米的塵埃吸附作用明顯。顆直徑幾微米塵埃吸附在芯片上，即可造成幾十根芯線之間的絕緣強(qiáng)度降低，使芯片漏流增大，使用壽命縮短，甚至很快造成短路使芯片損壞。
由于靜電吸附灰塵，特別是光電器件(CCD、LED、光電電池等)，其轉(zhuǎn)換效率會(huì)大大降低。如1-10所示為塵埃度與IC芯片間距的比較。酸、堿、硅等微粒子吸附在芯片上，還可造成芯片腐蝕。手大規(guī)模集成電路發(fā)展初期，較高的不良品率和生產(chǎn)環(huán)境、用品潔凈度達(dá)不到相關(guān)要求相關(guān)。導(dǎo)體)。放電臘最可以達(dá)到十兒毫焦耳以上。
人體靜電放電瞬間的電流峰值可以達(dá)兒安填以上.而設(shè)備、金屬導(dǎo)體之間的瞬間靜電放電電流峰值可達(dá)兒↑安培，峰值功率達(dá)倒數(shù)百院，其輻射電場的額率在兒百赫賴至數(shù)吉赫鼓。靜電放電引起的電磁輻射大都屬1近場脈沖輻射。雷電屬于宏觀靜電放電，其放電電流可達(dá)數(shù)萬安培，能量達(dá)數(shù)干焦耳以上。電場擾酒離和強(qiáng)度與波陽抗乙有關(guān)。在近場輻射時(shí)Z是個(gè)變量。當(dāng)遠(yuǎn)場輻射時(shí)，甲輻射距離大于無/6時(shí)，電場強(qiáng)度E、磁場強(qiáng)度H、波阻抗之間關(guān)系符合ESD不同于周期性的脈沖，它是非周期性脈沖，它的頻譜能量分布是連續(xù)的，所以它既可干擾寬帶設(shè)備，又可干擾窄帶設(shè)備。
對電子通信儀器、信息化系統(tǒng)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)等產(chǎn)生的電磁干擾，使邏輯電路產(chǎn)生錯(cuò)誤的翻轉(zhuǎn)效應(yīng)。能量較大的放電產(chǎn)生的電磁脈(EMP)，像雷電等可造成飛器、通信系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)中斷，使其不能正常工作，甚至造成電子設(shè)備損壞。這種效應(yīng)是造成電子儀器設(shè)備不能穩(wěn)定工作和失效的重要原因之一。
靜電噪聲靜電噪聲是不同于靜電脈沖的種電磁干擾， 它可以是寬頻的高、低不同的連續(xù)雜波，通信統(tǒng)、測量儀器、醫(yī)療監(jiān)護(hù)小信號系統(tǒng)造成干擾。例如，人在穿著化纖服裝連續(xù)活時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)心電圖測量，由于人體與服裝的摩擦產(chǎn)生靜電噪聲，通過的電極耦會(huì)對心電圖示波器圖像造成很大干擾。靜電放電 導(dǎo)致微電子失效模式
微電子元器件的靜電損傷，大體上可分為兩類失效模式:突發(fā)性*失效和潛在性緩效。元器件突發(fā)性*失效占10%左右，潛在性緩慢失效占90%左右。突發(fā)性*失效區(qū)發(fā)性*失效是元器件的個(gè)或多個(gè)電參數(shù)突然劣化，*失去規(guī)定功能的一種失常表現(xiàn)為開路、短路及電參數(shù)嚴(yán)重漂移。一種是與電壓相關(guān)的失效，如介質(zhì)擊穿、向漏電增大、鋁條損傷等;另一種是與功率(電流)有關(guān)的失效，如鋁條熔斷、多容斷、硅片局部區(qū)域熔化等。對于結(jié)型器件，通常與功率有關(guān)的熱效應(yīng)引起元器件員傷部位往往在pn結(jié)邊緣的Si-SiO2界面或接觸孔邊緣發(fā)生。
在ESD引起的局部高成雜質(zhì)微擴(kuò)散，形成的雜質(zhì)管道致pn結(jié)嚴(yán)重漏電和電流增益顯著下降。.肖特基器件和淺結(jié)器件，靜電損傷都集中在勢壘區(qū)邊緣的Si-SiO2界面處，該處電過電流形成熱斑，熱斑的不穩(wěn)定導(dǎo)致器件失效，其失效模式*類似熱致二次擊部位往往集中在結(jié)區(qū)邊緣。;電路失效主要表現(xiàn)在輸入端鋁互連線與輸入保護(hù)電阻周圍N保護(hù)環(huán)之間的介輸入對地保護(hù)二極管的P結(jié)擊穿;擴(kuò)散保護(hù)電阻的寄生pn結(jié)損傷;多晶保護(hù)當(dāng)損傷嚴(yán)重時(shí)，輸入端金屬化互連線燒熔。對于鋁柵器件，ESD引起界面反應(yīng)，鋁穿透SiO2并造成柵極漏電甚至短路。os電容器作為補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算放大器，往往表現(xiàn)為過電壓引起電容器的薄氧化層
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