MOS集成電路防靜電預防方法

admin @ 2014-03-17 , reply:0

概述
以金屬-氧化物-半導體(MOS)場效應晶體管為主要元件構成的集成電路簡稱MOSIC。1964年研究出絕緣柵場效應晶體管。直到1968年解決了MOS器件的穩定性,MOSIC得到迅速發展。與雙極型集成電路……

以金屬-氧化物-半導體(MOS)場效應晶體管為主要元件構成的集成電路簡稱MOSIC 。1964年研究出絕緣柵場效應晶體管。直到1968年解決了MOS器件的穩定性,MOSIC得到迅速發展。與雙極型集成電路相比,MOSIC具有以下優點:①製造結構簡單,隔離方便。②電路尺寸小、功耗低適於高密度集成。③MOS管為雙向器件,設計靈活性高。④具有動態工作獨特的能力。⑤溫度特性好。其缺點是速度較低、驅動能力較弱。一般認為MOS集成電路功耗低、集成度高,宜用作數字集成電路;雙極型集成電路則適用作高速數字和模擬電路。

  所有 MOS 集成電路 (包括 P 溝道 MOS, N 溝道 MOS, 互補 MOS - CMOS 集成電路) 都有一層絕緣柵,以防止電壓擊穿。一般器件絕緣柵氧化層厚度大約是 25nm 50nm 80nm 三種。在集成電路高阻貳柵前面還有電阻--二極體網路進行保護,雖然如此,器件內保護網路動不足以免除對器件靜電損害(ESD),實驗指出,在高電壓放電時器件會失效,器件也可能為多次較低電壓放電累積而失效。

  按損傷嚴重程度靜電損害有多種形式,最嚴重也是最容易發生是輸入端或輸出端完全破壞以至於與電源端 VDD GND 短路或開路,器件完全喪失了原有功能。稍次一等嚴重損害是出現斷續失效或者是性能退化,那就更難察覺。還有一些靜電損害會使泄漏電流增加導致器件性能變壞。

  由於不可避免短時間操作引起高靜電電壓放電現像,例如人在打臘地板上走動時會引起高達 4KV - 15KV 靜電高壓,此高壓與環境濕度和表面條件有關,因而在使用 CMOS 、NMOS 器件時必須遵守下列預防準則:

  1、不要超過手冊上所列出極限工作條件限制。

  2、器件上所有空閑輸入端必須接 VDD 或 VSS,並且要接觸良好。

  3、所有低阻貳設備(例如脈衝信號發生器等)在接到 CMOS 或 NMOS 集成電路輸入端以前必然讓器件先接通電源,同樣設備與器件斷開后器件才能斷開電源。

  5、所有 CMOS 和 NMOS 集成電路儲存和運輸過程必須採用抗靜電材料做成容器,而不能按常規將器件插入塑料或放在普通塑料托盤內,直到準備使用時才能從抗靜電材料容器中取出來。

  6、所有 CMOS 和 NMOS 集成電路應當放置在接地良好工作台上,鑒於工作人員也能對工作台產出靜電放電,所以工作人員在操作器件之前自身必須先接地,為此建議洞作人員要用牢固導電帶將手腕或肘部與工作台表面連接良好。

  7、尼龍或其它易產生靜電材料不允許與 CMOS 和 NMOS 集成電路接觸。

  8、需要扳直外引線和用手工焊接時,要採用手腕接地措施,焊料罐也要接地。

  9、冷凍室要用二氧化碳製冷,並且要放置隔板,而器件必須放在導電材料容器內。

  10、在自動化操作過程中,由於器件運動,傳送帶運動和印刷電路板運動可能會產生很高靜電壓,因此要在車間內使用電離空氣鼓風機和增濕機使室內相對濕度在 35% 以上,凡是能和集成電路接觸設備頂蓋、底部、側面部分均要採用接地金屬或其它導電材料。



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