為什么要在制造過程中采取防靜電控制措施？我們從以下三個方面來說明。

1 多數(shù)電子元器件是靜電敏感器件

多數(shù)未采取保護措施的元器件靜電放電敏感度都是很低，很多在幾百伏的范圍，如MOS單管在100-200V之間，GaAsFET在100－300V之間，而且這些單管是不能增加保護電路的；一些電路尤其是CMOSIC采取了靜電保護設(shè)計，可雖然以明顯的提高抗ESD水平，但大多數(shù)也只能達到2000－4000V，而在實際環(huán)境中產(chǎn)生的靜電電壓則可能達到上萬伏（如弟1章的表1.4和表1.6。因此，沒有防護的元器件很容易受到靜電損傷。而且隨著元器件尺寸的越來減小，這種損傷就會越來越多。所以我們說，絕大多數(shù)元器件是靜電敏感器件，需要在制造、運輸和使用過程中采取防靜電保護措施。列出了一些沒有靜電保護設(shè)計器件的靜電放電敏感度。

2 靜電對電子行業(yè)造成的損失很大

電子行業(yè)如微電子、光電子的制造和使用廠商因為靜電造成的損失和危害是相當嚴重的。據(jù)美國1988年的報道，它們的電子行業(yè)中，由于ESD的影響，每年的損失達50億美元之多；據(jù)日本統(tǒng)計，它們不合格的電子器件中有45％是由于靜電而引起的；我國每年因靜電危害造成的損失也至少有幾千萬。圖2.1是美國Ti公司對某一年對客戶失效器件原因進行分析統(tǒng)計的結(jié)果，從中可以看到由EOS/ESD引起的失效占總數(shù)的47%；圖1.2是美國半導(dǎo)體可靠性新聞對1993年從制造商、測試方和

使用現(xiàn)場得到的3400例失效案例進行的統(tǒng)計，從中可以看到,EOS/ESD造成的失效也達到20%。一個CMOS器件和一個雙極型器件在受到ESD損傷后芯片內(nèi)部的相貌像。ESD對電子元器件的危害還表現(xiàn)在它的潛在性。即器件在受到ESD應(yīng)力后并不馬上失效，而會在使用過程中逐漸退化或突然失效。這時的器件是“帶傷工作”。這是人們對靜電危害認識不夠的一個主要原因。實際上，靜電放電對元器件損傷的潛在性和累積效應(yīng)會嚴重地影響元器件的使用可靠性。由于潛在損傷的器件無法鑒別和剔除，一旦在上機應(yīng)用時失效，造成的損失就更大。而避免或減少這種損失的較好辦法就是采取靜電防護措施，使元器件避免靜電放電的危害。一個器件受到ESD潛在損傷的例子，器件的功能沒有失效，只是某個管腳的I-V特性發(fā)生了一些變化。對一種型號的兩組CMOS IC進行過可靠性對比試驗。一組是經(jīng)歷過低于其失效閾值較多電壓的ESD試驗而功能完全正常的樣品，另一組是未經(jīng)過任何試驗的良品。壽命試驗的結(jié)果是前者的中位壽命（累積失效率為50％的壽命）低于后者2個量級以上。這充分說明了ESD潛在損傷對器件可靠性的影響。

3 國內(nèi)外企業(yè)的狀況

國際上在1979年成立了EOS/ESD研究協(xié)會，主要研究電子行業(yè)的EOS和ESD問題，尋求解決方法。美軍標883E“微電路試驗方法”中關(guān)于ESD等級評價的標準已先后7次修訂，現(xiàn)在已是3015.7版，而且很多標準明確規(guī)定用微電路必須達到2kV的ESD等級。美國多數(shù)主要的電子制造商在八十年代初已經(jīng)建立了他們的ESD組織機構(gòu)，專門負責(zé)ESD方面的工作，主要有防靜電設(shè)計、靜電檢測、靜電防護以及管理、培訓(xùn)等。與國際上發(fā)達國家相比，我國在這方面的工作起步要晚很多，差距也較大。直到近幾年才真正重視和發(fā)展起來。如修改版的國軍標GJB548A-96和國軍標128A－97 分別增加了對微電路和分立器件的靜電放電敏感度分類要求；并要求貫徹國標的產(chǎn)品必須給出ESDS的值；在民品方面，合資和獨資企業(yè)的狀況較好，起步較早，大多參照國外企業(yè)的做法，在抗ESD設(shè)計和靜電防護

方面都達到了較高的水平，如上海的貝嶺、南京的富士通、廣東北電等；而其它民品企業(yè)也已經(jīng)意識到靜電問題重要性，并在產(chǎn)品的抗靜電設(shè)計和生產(chǎn)線的靜電防護方面投入人員和資金，取得了很好的效果。雖然國內(nèi)企業(yè)正在逐步改進，但仍然存在不小的差距。舉例來說，如CMOS電路還未提出2kV的要求；有些生產(chǎn)線豪華裝修，但無防靜電措施；從業(yè)人員缺乏關(guān)于ESD的上崗培訓(xùn)等。