半导体器件的ESD测试：机器模型（MM）与静电敏感度分析

"半导体器件的ESD测试机器模型（MM）及静电敏感度分级" 半导体器件在生产、测试和组装过程中，面临着多种静电危害，其中人体静电（Human Body Model, HBM）和机器模型（Machine Model, MM）是两种主要来源。人体静电主要涉及人与器件的直接接触，而机器模型则关注机械设备在操作时产生的静电对器件的影响。机器模型（MM）测试主要是模拟设备在不良好接地情况下，因静电积累导致的快速放电，这种放电通常具有更高的瞬时电流，对器件造成的损害可能更为严重。 机器模型（MM）的放电过程通常比人体模型（HBM）更快，因为机器设备的等效电阻接近0欧姆，电容约为200pF。放电时，由于导线的杂散电感和电容耦合，电流波形会出现振荡现象。为了评估和规范半导体器件对机器模型静电放电的耐受能力，业界制定了JESD22等标准，提供了MM测试模型和分级标准。 依据JESD22-A115-A标准，MM测试要求建立一个等效电路，其中机器电阻设为0欧，C1代表机器电容，DUT即待测器件，放置于插座中。测试电路包括充电和放电切换开关S1，用于释放器件残留电荷的S2，以及用于校准的500ohm负载电阻R2。测试时，需要确保脉冲波形符合标准规定，如图2所示的短路放电电流波形@400V和图3所示的通过500ohm电阻放电的电流波形@400V。 测试设备必须在初次使用时校准，并在可能影响波形的任何调整后进行周期性校调，以确保测试结果的准确性。这些测试条件和要求旨在模拟实际环境中可能出现的静电放电情况，帮助制造商评估器件的抗静电性能，进而提高产品的可靠性。 静电敏感度分级是根据器件在不同ESD模型下能够承受的最大电压来划分的，例如，对于MM模型，可能会有MM200V、MM300V等不同的级别，表示器件可以承受的最高放电电压。这种分级有助于工程师在设计阶段选择适合的防护措施，防止在生产和使用过程中由于静电放电引发的失效。 ESD测试机器模型（MM）及其静电敏感度分级是半导体产业中保障产品质量和可靠性的重要环节。通过严格的测试和标准，可以确保器件在面对潜在静电威胁时具备足够的防护能力，从而降低故障率，提升整体系统的稳定性。