Schadensart, die durch ESD-Entladung in mikroelektronischen Schaltungen verursacht wird
Die modifizierte Metallverdrahtung der ESD-Entladung, die die Mikroelektronikschaltung beschädigt, erzeugt einen Funken mit dem Diffusionsloch- (oder Polykristall-) Kontaktloch, wodurch der ohmsche Kontakt des Metalls und des Siliziums gebrochen wird.
Wenn die Temperatur des Knotens den Schmelzpunkt des Halbleitersiliziums (1415 ° C) übersteigt, wird das Silizium geschmolzen, um eine Rekristallisation zu bewirken, was einen Kurzschluss der Vorrichtung verursacht. Die metallisierten Elektroden und die Verdrahtung werden geschmolzen und sphäroidisiert, wodurch ein offener Stromkreis entsteht. Durch den PN-Übergang fließt ein großer Strom, um Joule-Wärme zu erzeugen. Dadurch steigt die Sperrschichttemperatur an, es entstehen heiße Stellen oder heiße Läufe, wodurch das Gerät beschädigt wird. Ein durch elektrostatische Entladung verursachter sofortiger hoher Strom (statischer Funke) zündet ein entzündbares, explosives Gasgemisch oder ein elektrisches Feuer. Arbeitsprodukte, die versehentliche Verbrennungen und Explosionsunfälle verursachen.
Elektrostatische Entladungen führen dazu, dass der menschliche Körper elektrischen Schlägen ausgesetzt wird, was zu Betriebsfehlern, Sekundärunfällen und der Coulomb-Kraft des elektrostatischen Feldes führt, die automatisierte Produktionslinien wie Textilien, Druck und Kunststoffverpackungen behindern. Die dritte Art von elektrostatischer Gefahr wird durch elektromagnetische Strahlung verursacht, die durch elektrostatische Entladung oder elektromagnetische Interferenz verursacht wird, die durch elektrostatische Entladung elektromagnetischer Impulse (ESDEMP) in elektronischen Geräten verursacht wird.
Im Allgemeinen wird eine elektrostatische Entladung in der Größenordnung von Mikrosekunden oder Natriumsekunden durchgeführt, so dass dieser Prozess ein adiabatischer Prozess ist, bei dem ein großer Strom durch die Schleife geleitet wird, um eine lokale Hochtemperatur-Wärmequelle zu bilden. Bei mikroelektronischen Geräten wird die elektrostatische Entladungsenergie durch das Gerät freigesetzt, und die durchschnittliche Leistung kann mehrere Kilowatt erreichen. Die Wärme lässt sich nur schwer von der Oberfläche der Verlustleistung ableiten, so dass in der Vorrichtung ein großer Temperaturgradient entsteht, der zu lokalen thermischen Schäden führt. Die Leistung des Schaltkreises verschlechtert sich oder fällt aus.
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