半导体集成电路的静电损伤及其对策

董啸

摘要：当前，我国经济发展速度逐渐加快，社会对半导体集成电路的应用需求也出现了大幅增长的趋势。在这种背景条件下，半导体集成电路的静电损伤问题开始受到广泛重视。为了解决静电损伤问题，应当采取有效的应对措施，避免其影响半导体集成电路的正常工作效果，为后续的进一步应用打下坚实基础。本文首先分析静电问题的产生原理与影响因素，随后明确其危害性，最后深入研究相关对策，以供参考。

关键词：半导体集成电路；静电损伤；处理对策

引言：半导体集成电路属于精密仪器类型，静电问题会对其造成严重损害，轻则引发故障现象，重则直接烧毁电路。因此，需要针对静电损伤问题进行深入分析，明确其产生原理与影响因素，并基于相关内容，进一步探究解决措施，为后续的半导体集成电路应用打下坚实基础。

1 静电问题的产生原理与影响因素

1.1产生原理

静电属于一种放电现象，其主要由摩擦因素所产生。在两种物质表面出现接触并快速摩擦的过程中，物质内部的机械能量会逐渐转变为内能。在这一内能转变流程的影响下，物质的原子结构外侧会逐渐捕获其他电子能量，进而出现静电积累的现象。在静电能量达到极限后，电子便会脱离原子核区域，导致表面出现失去电子带正电的问题。此时，另外一个物体的表面会由于得到电子而产生负电现象，进而引发静电问题。静电本身强度会受到摩擦接触压力与接触分离速度的影响，压力程度越高、速度越快，静电的能量便会越大。此外，感应电也会导致物体出现静电现象。在外部电场的影响效果下，电场力会受到外电场的影响，进而出现静电积累的问题^[1]。静电荷积累规模越大，整体放电能量也会越高。因此，静电产生主要由摩擦与感应电两种因素导致。

1.2影响因素

在静电的影响因素中，包括三种主要类型，即环境状态、物体材质、运动情况。环境状态条件与静电的产生情况、强度存在密切关联，主要包括环境温度级别、湿度级别等。在环境温度较高时，静电的能量会增加。环境温度较低且湿度较低时，静电的能量会受到限制。物体材质主要代表物体产生静电的电压情况会受到材质的影响，在这些影响类型中，静电电压级别最高的物质材质为绝缘类型。通过涂抹适当的抗静电剂，可以有效解决相关问题，使静电的电压能够得到有效控制。此外，静电的状态还会受到物体运动情况的影响。如果物体运动速度较快，静电的荷性变化速度也会随之提升，进而导致产生几率增加。

2 静电对半导体集成电路的危害性

随着当前化纤材质的应用范围逐渐扩大，静电电荷积累的速度也随之提升。虽然静电本身电流较低，但由于其电压较高的影响原因，容易对半导体集成电路产生严重的破坏。同时，静电电压会受到多种因素影响，包括人体活动状态、空气湿度等，如果条件符合基础标准，便会导致静电电压大幅上升，进而严重损害半导体集成电路。通常情况下，静电导致的击穿问题属于较为常见的危害现象。静电损害半导体集成电路分为硬击穿与软击穿两种，硬击穿有可能损害电路运行状态，进而导致其失去功能。软击穿会在电路内部积累电荷，在水平较低的情况下不会产生过于严重的负面影响^[2]。但是，如果电荷积累程度过高，便容易导致电路失效的问题出现。从集成电路本身的结构分析，其氧化膜厚度通常较小，因此容易产生电击穿问题。虽然电路板的二极管网络可以对抗电压过高的情况，但是无法对静电问题提供良好的防护。随着半导体集成电路应用逐渐广泛，静电放电问题对其造成的损害不容忽视。因此，需要采取有效的防护措施，确保静电损伤问题能够得到有效解决，为以后的进一步应用打下坚实基础。

3 应对半导体集成电路静电损伤的主要措施

3.1应用内部干燥、表面防静电的包装

在预防半导体集成电路静电损伤的过程中，应当重视包装的影响因素。通过采取内部潮湿度较低、外表面防静电击穿的包装，能够大幅降低半导体集成电路受到静电影响的概率，有利于增强安全保障效果。根据相关标准内容进行分析，如果包装吸水量高于0.11%，便容易导致静电问题出现^[3]。因此，需要按照烘烤流程进行处理，确保其能够得到有效密封，降低静电损伤出现的概率。此外，包装内部应当放置干燥剂，必要情况下还需要配备湿度指示卡片，确保其能够得到有效保护。

3.2采用空气干燥箱存储半导体集成电路

针对部分半导体集成电路，应当利用空气干燥箱进行存储。通过将干燥箱的温度进行科学设置，可以有效降低静电损伤问题出现的概率。通常情况下，温度设置在25℃左右即可，内部湿度需要保持在10%以下。同时，箱内可以应用氮气进行处理，保证其能够达到良好的接地效果。在空气湿度小于30%的环境中，容易出现静电问题。因此，在取出装置的阶段需要应用可靠的静电防护措施，避免出现静电损伤问题。

3.3针对半导体集成电路的应用环境进行管控

为了保证半导体集成电路能够正常运行，避免受到静电损伤的危害，应当针对工作环境条件进行合理控制。在这一过程中，相关人员应当封闭半导体集成电路的工作空间，并对内部的环境温度以及湿度情况进行管控，使其能够保持在温度25℃、湿度65%以上的状态下^[4]。同时，还应当针对工作区域的地面、工作台面进行防静电处理。通常可以采用布置橡胶板或涂抹抗静电剂的方式，达到理想的静电预防目标。利用接地处理方法，可以使静电荷在积累后能够得到快速释放，从源头避免静电损伤问题的产生。此外，为了确保工作环境符合需求，目标区域应当禁止闲杂人员进入，并采取有效的静电防护措施，使电荷可以得到及时清除，预防静电问题的出现，为后续的进一步应用打下坚实基础。

3.4处理粉尘问题

粉尘是静电损伤问题的主要影响因素之一，因此需要重视对相关情况的控制，防止产生静电问题，对半导体集成电路造成意外损害。通常情况下，粉尘会在空气运输、皮带运输与过筛阶段出现，其主要由粉体摩擦与管壁摩擦所产生。因此，需要重视半导体集成电路运输阶段的速度与管道管控，确保其直径能够符合基础标准。同时，还应当对金属管道进行接地处理，确保内部积累的电荷可以得到有效释放，为后续的进一步运输打下坚实基础。管道内部的粉尘虽然大多数为绝缘材质，但其粘附性较强，容易对半导体集成电路造成损害。因此，需要重视相关处理措施的应用，避免形成厚度较大的绝缘层，导致内部静电电荷无法及时释放的问题出现。通过采取相关措施，可以有效解决粉尘导致的静电损伤问题，有利于提高半导体集成电路的应用效果，实现理想的工作目标^[5]。

3.5应用可靠的防静电设计

在条件允许的情况下，还可以针对半导体集成电路进行防静电设计。提高元器件本身的抗静电能力可以从根本上解决静电损伤问题，有利于增强装置运行的可靠性。例如，可以为内部电路的静电倾泻提供安全通路，或采用静电压、尖脉冲等处理方式，使泄放支路能够形成低阻抗的环境条件，达到理想的处理效果，为后续的进一步应用打下坚实基础。

结束语

综上所述，针对半导体集成电路的静电损伤问题，应当采取有效的预防措施，避免其对电路造成损害。通过应用相关方案，可以从多个方面解决静电产生的因素，有利于提高电路的安全性，实现良好的控制目标。

参考文献

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[5] 邓春茂. 集成电路可靠性因素分析[J]. 军民两用技术与产品, 2017(2).