半导体制造中特别容易产生静电释放,因为硅片加工保持在较低的温度中,经典条件为40%±10%相对湿度(RH)。这种条件容易使较高级别的静电荷生成。虽然增加相对湿度可以减少静电生成,但是也会增加侵蚀带来的玷污,因而这种方法并不实用。
静电释放带来的问题
尽管ESD发生时转移的静电总量通常很小(纳库伦级别),然而放电的能量积累在硅片上很小的一个区域内。发生在几个纳秒内的静电释放能产生超过1A的峰值电流,简直可以蒸发金属连线和穿透氧化层。放电也可能成为栅氧化层击穿的诱因。ESD带来的另一个重大问题在于,一旦硅片表面有了电荷积累,它产生的电场就能吸引带电颗粒或极化并吸引中性颗粒到硅片表面(如图1 所示)。电视屏幕能吸引灰尘就是一个例子。此外,颗粒越小,静电对它的吸引作用越明显。随着器件关键尺寸的缩小 ,ESD对更小颗粒的吸引变得重要起来,能产生致命缺陷。为减少小颗粒玷污,硅片放电必须得到控制。
ESD的标准以及测试方法
根据静电的产生方式以及对电路的损伤模式不同通常分为四种测试方式:人体放电模式(HBM:Human-Body Model) 、 机 器 放 电 模 式 (MachineModel) 、 元 件 充 电 模 式 (CDM:Charge-Device Model)、电场感应模式(FIM:Field-InducedModel),但是业界通常使用前两种模式来测试(HBM,MM) 。2100433B