一、什么是靜電？
靜電就是相對觀察者為靜止或者緩慢變化的電荷。靜電是一種電能，它存在于物體表面；靜電是正電荷和負(fù)電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果；靜電是通過電子或離子的轉(zhuǎn)移而形成的。當(dāng)天氣干燥時，用塑料梳子梳頭會產(chǎn)生放電聲；脫下合成纖維衣服時產(chǎn)生噼啪聲，夜間還可以看到火花，這都是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常體驗到的靜電放電現(xiàn)象。
二、靜電對半導(dǎo)體器件的危害
半導(dǎo)體器件在制造、測試、存儲、運輸及裝配過程中，儀器設(shè)備、材料及操作者都很容易因摩擦而產(chǎn)生幾千甚至上萬伏的靜電電壓。當(dāng)器件與這些帶電體接觸時，帶電體就會通過器件引腳進行放電，從而可能導(dǎo)致器件的損傷。靜電放電(ESD) 對半導(dǎo)體器件尤其是CMOS集成電路、MOS管和微波器件等靜電敏感器件帶來了嚴(yán)重危害。半導(dǎo)體器件靜電損傷的失效模式主要有:
（1）突發(fā)性完全失效
突發(fā)性完全失效是器件的一個或多個電參數(shù)突然劣化，完全失去規(guī)定功能的一種失效。通常表現(xiàn)為開路、短路以及電參數(shù)嚴(yán)重漂移。 半導(dǎo)體器件ESD損傷主要表現(xiàn)為：
¨介質(zhì)擊穿
¨金屬化鋁損傷與熔融
¨硅片局部區(qū)域熱熔
¨PN結(jié)損傷與熱破壞短路
¨擴散電阻與多晶電阻損傷（包括接觸孔損傷）
¨ESD可觸發(fā)CMOS集成電路內(nèi)部寄生的可控硅 “閂鎖”效應(yīng)，導(dǎo)致器件大電流燒毀。
（2）潛在性失效
如果帶電體的靜電勢或存儲的靜電能量較低，或ESD回路有限流電阻存在，一次ESD脈沖不足以引起器件發(fā)生突發(fā)性完全失效。但它會在器件內(nèi)部造成輕微損傷，這種損傷又是積累性的。隨著ESD脈沖次數(shù)增加，器件的損傷閾值電壓逐漸下降，器件的電參數(shù)逐漸劣化，這類失效稱為潛在性失效。它降低了器件抗靜電的能力，降低了器件的使用可靠性，此類失效的危害性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于突發(fā)性失效。
三、典型的集成電路ESD失效形貌
一只八路總線收發(fā)器失效模式表現(xiàn)為無輸出，測試發(fā)現(xiàn)器件的Pin4與GND間為呈阻性，將芯片去層后發(fā)現(xiàn)在Pin4的保護網(wǎng)絡(luò)中有明顯的局部熱熔。典型的失效形貌見圖1~圖4。
一只鍵盤控制芯片失效模式表現(xiàn)為Shift按鍵響應(yīng)異常，測試發(fā)現(xiàn)器件的Pin26與VSS間呈漏電特性，同樣將芯片去層后發(fā)現(xiàn)在Pin25附近有明顯的擊穿形貌。典型的失效形貌見圖5~圖8。
雖然ESD電壓非常高，放電瞬間能產(chǎn)生很大的電流，但是由于放電時間非常短，因此總的靜電能量很小，由以上兩個案例來看，芯片的損傷點均非常小，這也是芯片ESD失效形貌的一個重要特征。
四、ESD的防護措施
（1）產(chǎn)品的設(shè)計階段必須考慮靜電的防護，例如半導(dǎo)體器件選型時必須認(rèn)證ESD等級，IO接口線路添加ESD防護器件等。
（2）對有靜電防護要求的器件進行分類存放，而且存放和轉(zhuǎn)運必須使用防靜電的包裝材料和防靜電轉(zhuǎn)運箱。
（3）生產(chǎn)區(qū)間地板、桌椅面料和工作臺墊應(yīng)由防靜電材料制成，并正確接地，環(huán)境濕度控制在50～60％左右，能大幅有效防止靜電的產(chǎn)生。
（4）生產(chǎn)區(qū)間的所有設(shè)備、治具必須保證接地良好。
（5）操作者應(yīng)該佩戴防靜電手環(huán)，并穿著防靜電的服裝、鞋和帽子，必要時還需佩戴防靜電手套。
以上幾點只是常規(guī)的靜電防護方法，僅供參考，想要進一步降低ESD危害，就必須建立一個完整ESD防護體系，它應(yīng)該貫穿產(chǎn)品設(shè)計到產(chǎn)品被客戶接收的整個過程，而且體系必須進行很好地管理，并使之融入到制造過程的每一個環(huán)節(jié)。
