静电和静电放电（ESD）在我们的日常生活中无处不在，尤其是当手持电子设备向轻薄小巧方向发展而且产品功能不断增加时，它们的输入/输出端口也随之增多，导致静电放电进入系统并干扰或损坏集成电路，因此如何进行有效的ESD保护已成为电子设备制造商面对的重要课题。

　　ESD成IC设计又一挑战

　　对电子器件来说，一次我们无法察觉的轻微静电放电就可能对其造成严重的损伤。泰科电子瑞侃电路保护产品应用工程经理董告诉《中国电子报》记者，据统计，超过60%的IC失效都源于ESD。

　　随着超大规模集成电路工艺的高速发展，特征尺寸已经到深亚微米阶段，大大提高了集成电路的性能及运算速度，但随着器件尺寸的减小，对可靠性的要求也越来越高。

　　高集成度意味着单元线路会越来越窄，耐受静电放电的能力越来越差，此外大量新发展起来的特种器件所使用的材料也都是静电敏感材料，从而让电子元器件，特别是半导体材料器件对于生产、组装和维修等过程环境的静电控制要求越来越高。而静电放电对器件可靠性的危害变得越来越显著。ESD经常发生并影响到所有手持设备，必须对IC加以保护，因为其中大多数无法承受高于2kV的ESD。

　　在目前ESD保护很受关注的情况下，IC设计对ESD更加敏感，ESD自然成为设计面临的挑战。安森美半导体公司亚太区市场营销副总裁麦满权认为，设计人员必须使IC尽可能提供最有效的ESD保护，而又要为额外的保护元件提供电路板空间。电子电路的输入/输出连接器为ESD的进入提供了路径。以手机为例，音量键、语音键、智能键、充电器插口、配件连接端口、扬声器、键区、扩音器、SIM卡、电池接头等都可能成为ESD的进入点，使之轻松到达电路及电压敏感型元件。当进入的ESD电压足够高时，就会在IC器件的电介质上产生电弧，在门氧化物层烧出显微镜可见的孔洞，造成器件的永久损坏。

　　麦满权表示，人们曾经尝试将ESD保护与CMOS芯片集成在一起。但是随着半导体工艺向65nm以下转移，原来在1.5μm工艺的芯片面积上只占几十分之一（获得2kVESD保护）的ESD保护电路已经无法容纳于现在只有几个纳米的芯片之中了。在65nm工艺下，ESD保护电路的面积甚至超出了整个芯片的面积。相反，工艺越来越精细，对需要ESD保护的要求就越高。因此，有效的ESD保护已不能完全集成到CMOS芯片当中了。

　　此外，对电子设备来说，外部保护器件可以更有效地防止ESD轻松进入电路及电压敏感型元件。强制性ESD抑制标准IEC61000-4-2要求保护器件应放置在连接器或端口处，以便在ESD进入电路板之前有效抑制ESD损害的发生。 (责任编辑：佚名)