ESD损坏对InGaN器件的影响和外观

在维护功能全面的电子设备时，不仅应由制造商，而且应由最终用户理解应力故障的原因。当发生电气过应力（EOS）或静电放电（ESD）中的任何一种时，可能会发生故障或最严重的损坏。本应用笔记重点讨论氮化铟镓（InGaN）LED，讨论EOS和ESD的含义以及如何避免它们。

背景

静电荷积累是非常普遍的。正电荷可以由空气，人体皮肤，头发和玻璃等材料承载，而负电荷可以由硅树脂，橡胶，特氟隆和大多数塑料等其他材料承载。也有“相对中性的材料”，例如木制品或导电金属。典型的静态电压范围可以从几伏到几千伏。相对湿度在ESD控制中也起着重要作用。通常，较高的湿度导致较低的静电荷积聚。

ESD损坏对InGaN器件的影响和外观

ESD损坏通常发生在离散事件中。对于InGaN LED，离散事件被描述为在正向或反向偏置条件下释放的电压或电流脉冲。反向和正向电流泄漏是损坏设备的特征。此外，设备可能会出现短路，暗淡，无电（无光）或呈现低Vf或Vr的情况。低压ESD损坏的设备（通常在发光区域中被视为小黑点）可以在电致发光期间在低电流下观察到。在较高的电压下（对于HBM，约为2 kV），阴极焊盘周围的金属烧伤很常见。这种ESD损坏与阳极垫被烧焦的EOS损坏设备不同。

优质InGaN LED

ESD模型

当带电人员接触不带电的设备时，会迅速放电。人体模型（HBM）通过对人体电容和电阻值进行建模来模拟此类ESD事件。该模型具有良好的特性，并在全球范围内被广泛接受（JESD22-A114C.01）。图1显示了人体ESD电路模型。RC组件为1,500 W和100 pF。这些值代表直接从皮肤排出的站立的个体。HBM ESD测试系统具有可变高压电源，范围为0至15,000 V DC。机器模型（MM）起源于日本，并在日本广泛使用。根据EIAJ ED-4701方法C-111，该模型包含一个200 pF电容器，该电容器在0 W时通过器件放电。该模型未指定电感值。然而，ESD测试设备制造商通常在放电路径中放置一个450 nH的电感器，从而限制了最大的电流增加速率。由于缺少电阻，MM产生的峰值电流大于HBM。因此，器件在MM中的电压低于HBM时会受到ESD损坏。

编辑：hfy