减小ESD引起的停机时间半导体器件常常因静电放电而失效。弄清楚失效的根源并遵守设计规则,就有助于避免这种失效。ESD（静电放电）是导致电子器件失效的主要原因,它可以在任何阶段——从制造到测试、组装、生产、现场运行以及现场PC装配等——影响电子器件的功能。专家估计,1994年全世界电子行业因ESD造成的损失超过900亿美元（参考文献1）。ESD的发生原因是电荷在某一表面的累积,如摩擦生电。但是,由于电子产品的快速小型化,导致器
减小ESD引起的停机时间 半导体器件常常因静电放电而失效。弄清楚失效的根源并遵守设计规则,就有助于避免这种失效。
ESD（静电放电）是导致
电子器件失 效的主要原因,它可以在任何阶段——从制造到测试、组装、生产、现场运行以及现场 PC 装配等——影响电子器件的功能。专家估计,1994 年全世界电子行业因 ESD 造成的损失超过 900 亿美元（参考文献 1）。ESD 的发生原因是电荷在某一表面的累积,如摩擦生电。但是,由于电子产品的快速小型化,导致器件的几何尺寸缩小,其中包括层厚度,因此这些高密度器件就很容易受到很小 ESD 造成的损坏。
造成ESD的人为原因包括人造地毯、人造地板、羊毛服装、尼龙服装、塑料家具、塑料扇叶的风扇、普通塑料容器、带塑料吸嘴的去焊器、不导电的鞋、人造地板垫、玻璃纤维容器、普通塑料袋以及类似的材料。使用
塑料零件的机器也可以成为静电的来源,因为塑料部件之间的相互摩擦会积累电荷。设备产生的高强度电磁场也会在邻近元件中感应产生静电荷。
静电是一种看不见的破坏力,会对
电子元器件产生影响。ESD 未必总造成元器件的完全失效;它会造成一般测试无法检测到的元器件潜在缺陷。这种“脆弱”的元器件在系统工作期间,在恶劣环境条件下,更可能在现场发生失效。在制造、储存、运输、包装、组装、测试阶段采取一些简单的预防措施,再适当地设计电路,就可以减少由 ESD 造成的损坏影响。对于半导体器件来说,如果有一个强电场施加在器件结构中的氧化物薄膜上,则该氧化物薄膜就会因介质击穿而损坏。很细的
金属化迹线会由于大
电流而损坏,并会由于浪涌电流造成的过热而形成开路。PN 结的失效可能是由于“电流拥塞”效应而引起的,这种效应在大电流通过 PN 结造成大电流密度时发生。ESD 造成的潜在缺陷可能使器件在以后更容易损坏,并且可能使器件时好时坏。
ESD 与闩锁效应
ESD 和相关的电压瞬变都会引起闩锁效应（latch-up）,这是半导体器件的主要失效之一。在闩锁情况下,器件在电源与地之间形成短路,造成大电流、EOS（电过载）和器件损坏。CMOS器件之所以因闩锁效应而特别容易损坏,乃是因为电感会在器件的寄生电容中累积。另外,氧化物材料中任何原子一级的缺陷都会降低氧化物层的介电强度,使器件很容易因静电电压而失效（见本文网页版的附文《ESD 闩锁效应的模型》）。
电子系统中常见的 ESD 问题是通信接口器件,如 RS-232驱动器和接收器的失效。这些器件在 ESD 脉冲通过人们频繁插拔的电缆互联传播时,在电缆接触到未端接连接器的带电表面时,就会损坏。当这些 ESD 脉冲的频率超过 1 GHz 时,PC 电路板的印制线和小段电缆就会像天线一样,接收这些干扰信号。
图 1 示出了最近对一种频繁失效的 CMOS 数据收发器IC进行的 ESD 闩锁效应调查的结果：在某些情
