靜電擊穿
關注創建者：琳泓comsol 創建時間：2019-09-11
靜電擊穿的實例教程
靜電擊穿
其實MOS管一個ESD敏感器件，它本身的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，又因在靜電較強的場合難于泄放電荷，容易引起靜電擊穿。
靜電擊穿有兩種方式：
一是電壓型：即柵極的薄氧化層發生擊穿，形成針孔，使柵極和源極間短路，或者使柵極和漏極間短路；
二是功率型：即金屬化薄膜鋁條被熔斷，造成柵極開路或者是源極開路。
靜電的基本物理特征為：
有吸引或排斥的力量；
有電場存在，與大地有電位差；
會產生放電電流。
這三種情形即ESD一般會對電子元件造成以下三種情形的影響：
元件吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響元件的功能和壽命；
因電場或電流破壞元件絕緣層和導體，使元件不能工作（完全破壞）；
因瞬間的電場軟擊穿或電流產生過熱，使元件受傷，雖然仍能工作，但是壽命受損。
所以ESD對MOS管的損壞可能是第一或第三兩種情況，并不一定每次都是第二種情況。
展開 其實MOS管一個ESD敏感器件，它本身的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，又因在靜電較強的場合難于泄放電荷，容易引起靜電擊穿。
靜電擊穿有兩種方式：
一是電壓型，即柵極的薄氧化層發生擊穿，形成針孔，使柵極和源極間短路，或者使柵極和漏極間短路；
二是功率型，即金屬化薄膜鋁條被熔斷，造成柵極開路或者是源極開路。
靜電的基本物理特征為：
1)有吸引或排斥的力量;
2)有電場存在，與大地有電位差;
3)會產生放電電流。
這三種情形即ESD一般會對電子元件造成以下三種情形的影響：
1)元件吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響元件的功能和壽命;
2)因電場或電流破壞元件絕緣層和導體，使元件不能工作(完全破壞);
3)因瞬間的電場軟擊穿或電流產生過熱，使元件受傷，雖然仍能工作，但是壽命受損。
所以ESD對MOS管的損壞可能是一，三兩種情況，并不一定每次都是第二種情況。
上述這三種情況中，如果元件完全破壞，必能在生產及品質測試中被察覺而排除，影響較少。
如果元件輕微受損，在正常測試中不易被發現，在這種情形下，常會因經過多次加工，甚至已在使用時，才被發現破壞，不但檢查不易，而且損失亦難以預測。靜電對電子元件產生的危害不亞于嚴重火災和爆炸事故的損失。
展開 如果不及時把這些少量的靜電瀉放掉，他兩端的高壓就有可能使場效應管產生誤動作，甚至有可能擊穿其G-S極；這時柵極與源極之間加的電阻就能把上述的靜電瀉放掉，從而起到了保護場效應管的作用。
其實MOS管一個ESD敏感器件，它本身的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，又因在靜電較強的場合難于泄放電荷，容易引起靜電擊穿。
靜電擊穿有兩種方式：
一是電壓型，即柵極的薄氧化層發生擊穿，形成針孔，使柵極和源極間短路，或者使柵極和漏極間短路；
二是功率型，即金屬化薄膜鋁條被熔斷，造成柵極開路或者是源極開路。
靜電的基本物理特征為：
1)有吸引或排斥的力量;
2)有電場存在，與大地有電位差;
3)會產生放電電流。
這三種情形即ESD一般會對電子元件造成以下三種情形的影響：
1)元件吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響元件的功能和壽命;
2)因電場或電流破壞元件絕緣層和導體，使元件不能工作(完全破壞);
3)因瞬間的電場軟擊穿或電流產生過熱，使元件受傷，雖然仍能工作，但是壽命受損。
所以ESD對MOS管的損壞可能是一，三兩種情況，并不一定每次都是第二種情況。
上述這三種情況中，如果元件完全破壞，必能在生產及品質測試中被察覺而排除，影響較少。
展開 01
MOS管輸入電阻很高，為什么一遇到靜電就不行了？
MOS管一個ESD敏感器件，它本身的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，又因在靜電較強的場合難于泄放電荷，容易引起靜電擊穿。
靜電擊穿一般分為兩種類型：
電壓型，即柵極的薄氧化層發生擊穿，形成針孔，使柵極和源極間短路，或者使柵極和漏極間短路；
功率型，即金屬化薄膜鋁條被熔斷，造成柵極開路或者是源極開路。
02
MOS管被擊穿的原因及解決方案？
MOS管本身的輸入電阻很高，而柵源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，而少量電荷就可在極間電容上形成相當高的電壓 (U=Q/C)，將管子損壞。
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MOS管一個ESD敏感器件，它本身的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，又因在靜電較強的場合難于泄放電荷，容易引起靜電擊穿。
由于此氧化膜很薄，其擊穿電壓一般僅能承受到20～30V，所以因靜電而導致柵極擊穿是IGBT失效的常見原因之一。因此，使用中要注意以下幾點。
①在使用模塊時，盡量不要用手觸摸驅動端子部分，當必須觸摸模塊端子時，要先將人體或衣服上的靜電用大電阻接地進行放電后再觸摸；在用導電材料連接模塊驅動端子時，在配線未接好之前請先不要接上模塊，在良好接地的情況下操作。
1）靜電容易吸附細小的灰塵，造成一定的污染
2）靜電放電會造成器件擊穿，靜電放電是一個電荷積累的過程，當電荷積累到一定程度時，當某個器件接近它時，靜電進行放電對器件造成一定的損害，從而降低了器件的可靠性
3）靜電會造成電子干擾，因為靜電放電時會輻射出很多的無線電波，這些電波都是帶有頻率的，從而影響周圍的器件正常工作
那么，我們通常在電路中做好靜電防護的呢？
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干貨｜靜電為什么能擊穿MOS管？
靜電擊穿有兩種方式：
一是電壓型，即柵極的薄氧化層發生擊穿，形成針孔，使柵極和源極間短路，或者使柵極和漏極間短路；
二是功率型，即金屬化薄膜鋁條被熔斷，造成柵極開路或者是源極開路。
Mos損壞主要原因：
過流：持續大電流或瞬間超大電流引起的結溫過高而燒毀；
過壓：源漏過壓擊穿、源柵極過壓擊穿；
靜電：靜電擊穿，CMOS電路都怕靜電
而柵-源極間電容又非常小，所以極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電；又因在靜電較強的場合難于泄放電荷，容易引起靜電擊穿。
究竟該如何解決MOS管被ESD擊穿的改善方法？
靜電擊穿有兩種方式：
一是電壓型，即柵極的薄氧化層發生擊穿，形成針孔，使柵極和源極間短路，或者使柵極和漏極間短路；
二是功率型，即金屬化薄膜鋁條被熔斷，造成柵極開路或者是源極開路。
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