古希腊时人们就已经知道静电放电(ESD)现象,当希腊七圣人之一的Thales(米利都人)注意到毛发被琥珀所吸引时,创造了“电子”这个单词。17世纪,吉柏特(Gilbert)和卡贝奥(Cabeo)论述了电子的吸引和排斥性质。18世纪,科学家们研究电物理学的兴趣迅速增长,从格雷(Gray)、迪费(du Fay)、诺来(Nollet)、米森布鲁克(Musschenbroeck)、富兰克林(Franklin)、沃森(Watson)、埃皮鲁斯(Aepinus)、康东(Canton)、普里斯特利(Priestley)、卡���迪斯(Cavendish)、加尔瓦尼(Galvani)、库仑(Coulomb)、伏打(Volta)、普瓦松(Poisson)、法拉第(Faraday),一直延续到19世纪的拉普拉斯(Laplace)、高斯(Gauss)、欧斯特(Oersted)、安培(Ampere)、大卫(Davy)、欧姆(Ohm)、格林(Green)、奥斯特洛格拉茨基(Ostrogradsky)、亨利(Henry)、开尔文(Lord Kelvin)、焦耳(Joule)、诺伊曼(Neumann)、韦伯(Weber)、汤姆森(Thomson)、基尔霍夫(Kirchoff)、斯托克斯(Stokes)、赫尔姆霍兹(Helmholtz)以及马克斯韦尔(Maxwell)。1820年,随着欧斯特(Oersted)、安培(Ampere)、大卫(Davy)和欧姆(Ohm)的一系列发现,人们开始对电路有了基本理解。
放电和对放电的引导(如闪电)在1700年就引起了本杰明?富兰克林(Benjamin Franklin)的兴趣。避雷针是人类*早用于引导闪电电流沿一个不损坏建筑物的放电方向通过的物体。今天,在半导体芯片中ESD保护网络的作用就是引导集成电路和半导体芯片中的放电电流,使其不被损坏。从某种意义上来说,ESD保护就充当了微结构避雷针的角色;2002年10月《科学美国人》有篇关于ESD的文章,题目为“微结构的避雷针”,这确实是一个恰当的比喻。半导体工程师和ESD设计工程师的任务是找出防止涌流对半导体芯片造成损坏的电路,与雷电和教堂尖塔相比它的规模更小、环境更复杂而已。
但是今天,研究的**主要集中在半导体芯片和电子芯片ESD保护的设计上。
本书是ESD系列中的第二本书。约翰?威利(John Wiley)父子公司出版的ESD保护系列的**本书的书名为《ESD:物理和器件》,它是本书的姐妹篇。正如《ESD: 物理和器件》的前言所述,该书不仅探讨如何科学地理解ESD,而且致力于以什么方式提出和讲授ESD。当今世界上只有一所大学(中国台湾新竹国立交通大学)在短学期课程里讲授半导体器件中快速涌现的ESD现象。这些教学内容值得在大学里讲授,用以培训ESD保护器件工程师,以及正在研制ESD器件和电路的有关专业人士。但迄今为止ESD只在讲座、短学期课程和个别指导中讲授。ESD讲座教学不足以为ESD工程师提供教育培训之需,讲座的教学内容与ESD科目内容相比微不足道。今天虽有一些ESD书,但都不适合作为物理、数学、材料以及电机工程专业正规本科生和研究生的主修课本,其原因在于不能融合多学科内容使之引起人们广泛的兴趣;《ESD:物理和器件》这本书的目的就是试图对这些问题做全面论述。
**本书《ESD:物理和器件》主要针对半导体器件物理学工作者,电路设计者,半导体工艺工程师,材料科学工作者,化学、物理、数学工作者,半导体部门经理和ESD工程师。第二本书《ESD电路与器件》详细论述ESD的工作过程,主要提供给专业ESD设计师,半导体芯片布局工程师,电源总线设计工程师,输入/输出设计团队,接收电路工程师,片外驱动(OCD)工程师,锁相环(PLL)工程师,封装工程师,模拟设计团队,射频设计团队,模型研究团队,器件参数提取团队,设计规则检查团队,确认验证团队,版图技术工作者,ESD测试工程师,质量工程师,可靠性工程师,应用领域工程师和IC制造厂客户参阅。对于电路设计者和电路设计团队而言,本书能满足其需要。目前,只有S.Dabral和T.Maloney出版社出版的《ESD和输入/输出基础设计》对于输入/输出设计工作者十分有用。但是要培训一个ESD工程师则需要像本书这样更深入地探讨ESD电路和输入/输出电路对ESD的响应。