二次静电放电特性仿真与实验研究.doc

二次静电放电特性仿真与实验研究二次静电放电 (Secondary Electrostatic Discharge,SESD) 是一种特殊的静 电放电现象 , 相比一般意义上的静电放电事件 , 二次放电发生在电子仪器、 设备内 部的微小间隙之间 ,威胁过程非常隐蔽 ,危害性也更强 ,最高能达到上万伏的瞬态 电压, 峰值电流可达数十安培 ,这对晶体管等很多元件来说是致命的为此 , 本文 通过棒板结构研究二次静电放电过程 , 在深入研究静电放电相关理论的基础上 , 总结棒板放电过程中的一般机理 , 然后从宏观到微观 , 从仿真到实验再到仿真的 方法, 研究二次静电放电特性首先 ,分析棒板结构中二次静电放电原理 , 将二次 放电过程理解为一次峰值过程和二次峰值过程，一次峰值过程由ESD模拟器对间 隙的位移电流产生 ,二次峰值过程由气隙电容的击穿放电过程产生 ,基于国内外 学者成熟的放电数值模型 ,实现二次静电放电的电路级仿真 ,研究发现,二次放电 峰值大于一次峰值 , 而峰值上升时间近似然后设计了大量的实验 , 从统计学角度分析实验数据 , 与电路级模型互相对 比验证 , 总结出二次放电的峰值特性与时延特性。

二次放电的峰值与时延息息相 关, 时延越长 , 电容充电越久 , 二次峰值也越高 , 这种相关性在纳秒级可以近似为 正线性,并且线性度受电压、间距等因素的影响 ,高电压下,线性系数更大二次 放电的时延由统计时延和形成时延组成 ,形成时延是流注产生至沟通棒板电极的 时间 , 在一定外界条件下 , 是个定值 , 统计时延是初始种子电子的随机碰撞时间 , 具有一定的随机性 , 统计数据表明 , 这种随机特性服从正态分布 , 并且受电压、间 距等外界因素的影响最后在COMSOM ultiphysics 软件等离子体模块中,仿真了 0.5mm间隙下的棒板放电过程 , 仿真结果符合汤森放电理论与流注放电理论 , 和国内外学者报道800kV/m,流注生长速的仿真特性基本一致,在0.2mm距离内流注畸变场强落差达度可达 60km/s。