反向漏電流IR的來源包括:
- 耗盡區的少子漂移電流-溫度升高時顯著增大
- PN結表面的漏電流(受鈍化層質量影響)
- 摻雜不均勻導致的局部電場集中電流
- ESD管的IR通常設計為 < 1μA(25℃時),避免影響被保護電路的靜態工作點
- 少子的來源:少子是PN結兩側的少數載流子(P區的電子、N區的空穴),由熱激發產生,數量遠少于多子,但始終存在
- 漂移的動力:耗盡區存在自建電場(方向從N區指向 P區),會對少子產生定向作用力----負電的電子被推向N區,正電的空穴被推向P區
- 電流的形成:少子在電場力驅動下穿過耗盡區的定向運動,就是漂移運動,大量少子的這種運動疊加,就形成了少子漂移電流

- 缺陷密度:鈍化層(如 SiO?、SiN?)若存在孔隙、雜質或晶格缺陷,會成為載流子“通道”;這些缺陷會降低載流子復合勢壘,讓表面少子更容易穿越,直接增大漏電流
- 覆蓋完整性:鈍化層若存在針孔、開裂或覆蓋不連續,會導致PN結表面暴露在外界環境中;暴露區域會形成表面態,引發載流子不規則輸運,同時外界雜質易滲入,進一步加劇漏電流
- 界面態密度:鈍化層與PN結表面的界面若存在大量懸掛鍵、缺陷態,會成為載流子復合中心和輸運路徑;界面態密度越低,載流子被捕獲和輸運的概率越小,漏電流越容易被抑制

- 摻雜不均導致濃度梯度:摻雜過程中若出現局部區域雜質濃度偏高(如擴散不均、離子注入偏移),會與周邊低濃度區域形成明顯的雜質濃度差
- 濃度梯度催生局部電場:高摻雜區多子濃度遠高于低摻雜區,載流子的擴散趨勢會打破局部電中性,進而形成從高濃度區指向低濃度區的額外電場
- 電場引導電流集中:局部電場會對載流子產生定向驅動力,同時高摻雜區電阻更低,載流子更易在此處聚集并定向流動,最終導致電流集中在高摻雜局部區域

綜上所述,ESD二極管的IR漏電流是產品的特性和硅材料的工藝綜合因素導致!
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