ESD防护设计宝典（二十八）：半导体的ESD失效模式与机理

引言：无处不在的静电威胁

静电，一种看似微不足道却又无处不在的物理现象。在干燥的环境中，一个简单的动作，如人体行走、摩擦，都可能产生数千伏甚至上万伏的静电电压。对于现代高度集成的半导体元器件而言，这种瞬时的高压、大电流脉冲是致命的。人们只有深刻认识到静电的危害和影响机理，并在设计、生产、测试、组装及使用的各个相关环节采取系统、有效的静电防护措施，才能从根本上防范并降低电子产品的ESD失效风险。

本文将遵循“现象-机理-防护”的技术逻辑，层层递进，为读者构建一个完整的ESD知识体系。

一、半导体的ESD失效模式：突发与潜在的双重挑战

当ESD事件发生时，其施加于半导体元器件上的应力可能导致两种截然不同的失效模式：突发性完全失效 和 潜在性损伤。理解这两种模式是建立有效防护的第一道认知防线。

• 突发性完全失效：约占ESD失效事件的10%。其特点是器件的功能瞬间、彻底丧失，现象明显，易于发现。

• 潜在性损伤：占比高达90%。器件在遭受ESD冲击后，各项电参数可能仍在规格书规定的范围内，能够“正常”工作，但其内部已受到轻微损伤，抗过电应力的能力被严重削弱，在使用现场极易导致早