一、天线效应

定义:

在工艺生产中，暴露的一根根长长的poly或metal等导体，如一根根天线，当周围有游离电荷时，这些天线就会将电荷收集起来。天线越长，收集电荷效果越强，收集的电荷也就越多。当电荷足够多，电压相对也越高。当电压超过周围介质的耐压的时候，就会引发击穿，产生放电。绝缘层一旦被击穿，就会改变其电学特性，且不可逆，进而发生各种失效，漏电等bug使电路失效。

ps:禁止悬空的metal，尤其是悬空的gate连接的metal，∵会吸收电荷，产生天线效应

产生原理

在工艺生产中，会使用一种离子刻蚀技术工艺(plasma etching，带电粒子)，在刻蚀过程中会产生大量的游离电荷，在刻蚀导体(poly和metal)的时候，裸露的导体表面就会收集电荷。所积累的电荷和导体裸露在等离子束下的导体面积成正比，积累电荷就会通过寄生电容对周围产生电压，如果这个电导体接到栅上，当电压足够大时，就会击穿栅氧化层(栅氧耐压最低)，从而使整个器件的可靠性和寿命严重降低。∴天线效应，也称、、等离子导致栅氧损伤)

在形成S、D端的离子注入工艺时，也会发生电荷在poly上积累

天线效应中电压和栅氧面积的关系

V=Q/C，电容的决定式是C=εs/4πkd，∴Ⅴ=(Q/S)╳(4πkd/ε)

当gate面积固定时，寄生电容C是固定的，gate和它连接的导线越长，电荷Q越多，导体上的电压越大

当gate和导线长度固定时，Q就固定了，所以S栅氧面积越小，电压V越大

总结:天线效应容易发生的原因就是，小尺寸的MOS管的栅极与很长的金属连线接在一起

应用范围

特征尺寸越小的工艺，沟道区域越小，越是容易发生天线效应

金属层次越多的工艺，越是容易发生天线效应

面试题:为什么工艺越先进，金属层次越多，越要注意Antenna？

答:∵1.层次越多，刻蚀次数越多，每层金属刻蚀都会产生带电粒子；2.工艺越先进，特征尺寸越小，管子面积可以越小、越易形成大的电压，∴越易击穿

电荷的传递

导体通过相互的连接关系把收集的电荷积累到一起，并通过导线传递到gate，或S、D上(源、漏和衬底是寄生反向二极管)

二、天线效应版图处理技巧

Ant版图处理方法:

1.加反向二极管

工艺上S、D到衬底的寄生二极管反向击穿电压要大于栅氧的击穿电压，所以在靠近(靠近很重要)gate端加一个反向Diode，给电荷一个泄放到衬底的通路，不让电位抬高到栅氧的击穿电压来解决Ant问题

版图处理中不建议加Diode的办法，原因是:

a.需要一根根的确认Diode连接的信号正常工作电位不接近Diode的反向击穿电位，否则会有漏电风险

b.需要确认信号不是敏感线和噪声线，不管是什么信号，都会将噪声引入衬底或衬底噪声引入信号

2.跳线法

在靠近gate处向上层metal跳线，最好跳到最顶层，然后再跳下去

可以减少poly长度和metal连接到gate的有效长度，这个长度积累的电荷形成的电压达不到击穿栅氧的要求，在上层metal形成的过程中，因为没有刻蚀前上层metal是中性的，电荷就会通过孔移动到上层metal上，平均分布在整个wafe上，从而使单位面积上的电荷数量可忽略不计。下层导线到gate就会接近中性

每跳一层上层金属，刻蚀收集的电荷会平均的分布在整条导线上，需要收集更多的电荷才会抬高电压，上层金属走线的长度就可以更长。

Top metal太长的时候要向下跳线，不让Top metal积累电荷

面试题:为什么向上跳线可解决ant？

答:在上层metal形成的过程中，因为没有刻蚀前上层metal是中性的，电荷就会通过孔移动到上层metal上，平均分布在整个wafe上，从而使单位面积上的电荷数量可忽略不计。下层导线到gate就会接近中性

理性分析:在gate端跳线就可以解决ANT，但有的时候ANT验证文件写不好时不会认可这种方法

方法可行的前提:最上层的metal积累长度积累不到足够的电荷

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