静电放电对GaAs基光通信LED的影响

GaAs基LED具有体积小、寿命长、价格低廉、工艺成熟和发光效率高等优点,因此在中短距离光纤通信系统中具有广阔的应用前景,其可靠性也日益受到关注。由于LED是静电敏感型器件,静电放电损伤是LED常见的失效现象之一。为了研究LED的静电放电失效现象和特征,对GaAs基光通信LED进行10个负向脉冲、充电电压为1 kV的人体模型静电放电实验,并研究了静电损伤对其电学特性的影响、失效区域的光发射和TEM微观形貌3个方面的内容,为判别静电失效提供了物理及工程上的判据。     

一种多电源域专用数字电路的静电失效分析及提升研究

在静电放电(ESD)能力考核时,一种多电源域专用数字电路在人体模型(HBM)1 700 V时失效。通过HBM测试、激光束电阻异常侦测(OBIRCH)失效分析方法,定位出静电试验后失效位置。根据失效分析结果并结合理论分析,失效是静电二极管的反向静电能力弱所致。利用晶体管替换静电二极管,并对OUT2端口的内部进行静电版图优化设计。改版后,该电路的ESD防护能力达2 500 V以上。该项研究结果对于多电源域专用数字电路的ESD失效分析及能力提升具有参考价值。     

LED静电损伤在老化过程中的变化趋势

针对发光二极管(LED)的可靠性问题,将抗静电测试与高温老化实验结合,将蓝绿色发光材料制成的二极管分组,测试其经过老化过程后的光色参数变化。实验数据表明,蓝绿色LED裸片与封装样品老化过程中的衰减趋势有一定差异,老化程度与封装材料和发光材料的搭配方式有关。对于未被静电损伤的芯片,经过老化过程后,并没有出现静电损伤被放大导致功能性失效的现象,静电对其参数衰减无明显影响,与单一的老化实验趋势相似。对于经过静电击打后出现异常,无法正常发光的芯片,高温老化实验产生了使其迅速损坏和复原的情况。     

静电放电作用下微波双极型晶体管的失效机理研究

通过理论建模和试验测试的方法研究了多指结构微波双极型晶体管在静电放电作用下的热稳定性和电稳定性。选择2SC3356作为受试器件,对100个测试样本进行人体模型静电放电注入实验,并从器件内部电场强度、电流密度和温度分布变化出发,用二维器件级仿真软件辅助分析了在静电放电应力下其内在损伤过程与机理。由于指间热耦合的存在,雪崩电流在各指上分布不均,局部的电流拥挤和过热效应会导致晶格损伤。试验结果表明,由于特殊的物理结构,受试器件对静电放电最敏感的端对并不是EB结,而是CB结,当静电放电电压增大到1.3KV时,CB结首先损坏。失效分析进一步表明静电放电引起的失效机理通常是介质层的击穿和局部铝硅共晶体的过热融化。静电放电注入实验的过程中存在积累效应,多次低强度的注入测试会导致潜在性失效并使器件性能大幅下降。     

空气式静电放电的放电特性研究

利用简单的静电放电模拟测试装置对IEC标准规定的空气式静电放电的放电特性进行了研究.对放电电流的上升时间、峰值、自制金属半圆环上的耦合电压峰-峰值进行了测量,并用数字存储示波器记录了放电电流和耦合电压的波形.在较宽范围的电压电平和正负电压极性上进行了空气放电.对空气式静电放电的重复性、频谱特性和耦合特性等进行了分析.对空气式静电放电的放电特性研究可为静电放电抗扰度试验方法提供参考.     

静电对GaN基白光LED可靠性的影响

对GaN基白光二极管(LED)分别施加-1 600、-1 200、-800、-400、400、800、1 200和1 600V静电打击,每次静电打击后,测量LED电学参数和光学参数的变化。从理论上分析了静电对LED可靠性的影响。实验表明:LED样品的I-V特性曲线及光学参数,受反向静电打击的影响比较大,而受正向静电打击的影响不明显。LED样品在被反向静电打击后,芯片内部产生二次缺陷和熔融通道,导致其I-V曲线变形,光通量减小,老化性能衰减速率加快。在1 600V范围内,LED可靠性受正向静电影响不明显。     

亚微米CMOS工艺中GG-NMOS结构ESD保护电路改进设计

针对采用GG-NMOS结构ESD保护电路的IC芯片在实际应用中出现ESD失效现象,在不额外增加版图面积的情况下通过引入栅耦合技术对现有的ESD保护结构进行改进,并达到了预期效果.实验结果显示其性能达到了人体放电模式的2级标准(HBM:3000V),机器模式3级标准(MM:400V).     

IC静电放电的测试

本文主要论述了静电放电(ESD)人体放电模式的测试过程,包括测试标准、IC管脚的测试组合、IC失效判别以及静电放电敏感度等级分类等。     

AS169微波开关电路的失效原因分析

本文介绍了AS169型微波开关电路进行的失效分析,采用了直流测试,射频测试,样品解剖,芯片观察,电路分析以及实验验证等一系列技术手段,成功地确定了样品的失效原因是:在装配和测试阶段因静电放电(ESD)而导致电路损伤和失效.     

高过载下军用电容的参数变化研究及失效分析

研究无线电引信中军用电容的高过载特性具有重要的意义,通过动态测试军用电容高过载下的特性,可以为系统地研究引信高过载特性提供可靠的依据。针对无线电引信中军用电容的工作环境,设计了军用电容在高过载条件下的动态测试试验方案并进行实验。最后,通过实验对高过载下军用电容的参数变化规律和失效模式进行了探讨,分析了电容参数变化及失效对引信的影响。     

系统级ESD对IC的影响研究

随着电子产品复杂度的提高及高速化通讯应用场景的广泛存在，静电放电敏感性的问题日益突出，主要表现为集成电路出现的一系列软失效和硬失效现象，包括卡死、复位、重启甚至损坏等。主要研究了系统级静电放电对集成电路的影响。首先，介绍了静电放电的原理及其测试标准；其次，研究了芯片侧瞬态静电过电压的抓取方式；然后，对应用于不同电路设计的静电防护能力的优劣进行了评估并对比了芯片侧的静电干扰电压水平；最后，验证分析了USB接口不同的接地设计方式和静电放电施加方式对集成电路甚至系统的影响。     

用于ESD防护的PDSOI NMOS器件高温特性

研究了基于0.18μm部分耗尽型绝缘体上硅(PDSOI)工艺的静电放电(ESD)防护NMOS器件的高温特性。借助传输线脉冲(TLP)测试系统对该ESD防护器件在30~195℃内的ESD防护特性进行了测试。讨论了温度对ESD特征参数的影响,发现随着温度升高,该ESD防护器件的一次击穿电压和维持电压均降低约11%,失效电流也降低近9.1%,并通过对器件体电阻、源-体结开启电压、沟道电流、寄生双极结型晶体管(BJT)的增益以及电流热效应的分析,解释了ESD特征参数发生上述变化的原因。研究结果为应用于高温电路的ESD防护器件的设计与开发提供了有效参考。     

MOS器件的ESD失效

静电放电(ESD)对半导体器件,尤其是金属氧化物半导体(MOS)器件的影响日趋凸显,而相关的研究也是备受关注.综述了静电放电机理和3种常用的放电模型,遭受ESD应力后的MOS器件失效机理,MOS器件的两种失效模式;总结了ESD潜在性失效灵敏表征参量及检测方法;并提出了相应的静电防护措施.     

LED水汽侵蚀失效分析

通过I-V特性曲线测试、机械开封、光学观察、扫描电镜及能谱分析、切片观察和红墨水试验等测试手段，对失效LED和正常LED进行了测试，并对测试结果进行了对比分析。结果显示失效样品I-V特性曲线异常；存在短路现象，电镜观察失效样品芯片表面出现树枝状银物质，同时观察到支架与环氧胶界面存在缝隙，由此推断出水汽入侵路径。结合失效背景，得出LED灯珠失效原因为LED支架与环氧胶的界面存在缝隙，水汽通过缝隙侵入，在电场作用下，芯片正极发生银迁移，导致样品失效。并提出了相应的改进措施，对于提高LED产品的可靠性具有一定的参考意义。     

基于ESD的芯片失效分析

提出了一种基于静电放电（ESD）的芯片可靠性测试及失效分析流程,并且以芯片静电放电测试为例详细阐述了芯片失效分析的过程与实现方法,包括电性失效分析和物理失效分析。通过专用仪器对芯片进行了静电放电测试,并利用红外微光显微镜（EMMI）及砷化镓铟微光显微镜（InGaAs）等实现芯片故障定位,从而确定芯片的失效模式与失效机理,实验证明该方法切实有效,这种失效分析的结果对优化集成电路的抗静电设计以及外部工作环境的完善都具有重要的参考意义。     

基于人体起电实验外推超低电压研究

随着电子工业技术的飞速发展,电子产品静电放电(electrostatic discharge,ESD)敏感度电压已经低于人体模型(human body model,HBM)电压50 V,然而现有防静电工作区(electrostatic discharge protected area,EPA)配置要求标准只是针对于ES...     

双界面智能卡芯片模拟前端ESD设计

双界面智能卡芯片静电放电(ESD)可靠性的关键是模拟前端(AFE)模块的ESD可靠性设计,如果按照代工厂发布的ESD设计规则设计,AFE模块的版图面积将非常大.针对双界面智能卡芯片AFE电路结构特点和失效机理,设计了一系列ESD测试结构.通过对这些结构的流片和测试分析,研究了器件设计参数和电路设计结构对双界面智能卡芯片ESD性能的影响.定制了适用于双界面智能卡芯片AFE模块设计的ESD设计规则,实现对ESD器件和AFE内核电路敏感结构的面积优化,最终成功缩小了AFE版图面积,降低了芯片加工成本,并且芯片通过了8 000 V人体模型(HBM) ESD测试.     

关于LED照明驱动电路失效机理的研究

本文介绍一种LED照明驱动电路失效机理的原理和方法。LED灯具失效分为源于电源驱动电路的失效和来源于LED器件本身的失效。在本文研究中,分析了典型LED电源驱动电路原理,并通过从在加入浪涌电压下的仿真实验,测得的LED驱动电路的各项参数指标进行失效分析,从而预测出各种实际工作中的敏感参数对失效的影响。最终,从理论的角度上给出LED器件本身失效的解决方案。     

ESD应力下深亚微米GGNMOS二次击穿物理级建模仿真

基于静电放电(ESD)应力下深亚微米栅接地N型场效应晶体管(GGNMOS)二次击穿的物理特性,将建立的热击穿温度模型、热源模型与温度相关参数模型相结合,提出了一种新的电热模型,并进行了优化。基于这些模型,可仿真出器件的二次击穿电流值It2(GGNMOS的失效阈值),进而模拟出GGNMOS全工作区域的VD-ID曲线。对两种不同的GGNMOS样品进行模拟仿真,将得到的结果与TLP(传输线脉冲)实验测试的结果相比较,证实了模型的可行性。利用该物理级模型,可快速评估GGNMOS的工艺、版图参数以及脉冲应力宽度对ESD鲁棒性的影响。     

空气静电放电的场路协同仿真研究

场路协同仿真方法可耦合场与路研究空气静电放电的非线性特征,有助于静电放电防护的进一步改进。本文基于CST仿真软件,首先通过静电放电发生器标准电流测试模型对场路协同仿真方法进行验证,然后利用该方法将静电放电发生器的3D全波模型和非线性电弧模型相结合,来探究放电电流随激励电压和放电弧长的变化关系。仿真结果表明：放电上升时间和峰值电流均随着激励电压和弧长指数变化,而小弧长情况下与接触放电类似接近线性变化;而结合实验中电弧长度随电压变化的特性,得出激励电压、电流峰值和上升时间的定量关系。仿真结果和文献中的实验结果相吻合,同时场路协同仿真可获得任一时刻的场分布信息,对电子设备的故障检测具有指导意义。