天线效应
天线效应解决方案
天线效应解决方案篇一：天线效应及解决方法干蚀刻（etch）需要使用很强的电场驱动离子原浆，在蚀刻gate poly和氧化层边的时候，电荷可能积累在gate poly上，并产生电压足以使电流穿过gate的氧化层，虽然这种状况通常不会破坏gate氧化层，但会降低其绝缘程度。
这种降低程度于gate氧化层面积内通过的电荷数成正比。
每一poly区积累的正电荷与它的面积成正比，如果一块很小的gate氧化层连接到一块很大的poly图形时，就可能造成超出比例的破坏，因为大块的poly区就像一个天线一样收集电荷，所以这种效应称为天线效应，天线效应也会发生在source/drain的离子植入时。
天线效应与poly和gate氧化层的面积之比成正比（对于 pmos和nmos,要分开计算gate氧化层的面积，因为它们的击穿电压不同）。
当这个比值达到数百倍时，就可能破坏氧化层。
大多数的layout中都可能有少数这样大比值的poly图形。
下图为一个可能产生天线效应的例子：mos M1的gate 由 poly连接至M2，当M1和M2距离够长造成poly和M1 gate 氧化层面积之比太大，从而可能破坏M1的gate氧化层。
消除天线效应的方法主要是设法降低接到gate的poly面积。
见右图，在poly接至gate增加一个metal跳线，即减小了接至gate的poly与gate氧化层的面积之比，起到消除天线效应的作用。
天线效应产生的静电破坏也会发生在metal蚀刻时。
如果metal接到diffusion时，极少会产生静电破坏，因为diffsion可以卸掉静电，所以top metal 一般不用考虑天线效应的问题（基本上每条topmetal都会接到diffusion上）。
对于下层metal则不然，没有接到diffusion的下层metal当其接至gate 时，如面积过大，就极易产生天线效应。
解决方法：在下层metal上加一个top metal的跳线，如无法加top metal跳线，可以连接一个最小size的Nmoat/P-epi或Pmoat/nwell的二极管，原则上这个二极管不可以影响线路的正常工作篇二：PCB 中集成电路的天线效应PCB 中集成电路的天线效应如摩尔定律所述，数十年来，集成电路的密度和性能迅猛增长。
数字电路后端设计中的一些概念
天线效应：小尺寸的MO S 管的栅极与很长的金属连线接在一起，在刻蚀过程中 ，这根金属线有可能象一根天线一样收集带电粒子 ，升高电位，而且可以击穿 MO S 管的栅氧化层，造成器件的失效。
这种失效是不可恢复的。
不仅是金属连线 ，有时候多晶硅也可以充当天线。
Antenna Ratio(N 冷 G J 二铲包J A rea丫A rea(G K ) MO S 管的输入端开始算起，直至到达该回路最顶层金属线之下的所有金属互连线 （N i ，j ，i 为互连节点所属的金属层号，j 为金属层上的互连节点编号）的面积总和。
在这些金属互连线上将会累积电荷并导致输入端MO S 管栅氧化层出现可能被击穿的潜在危险。
而顶层金属线之下连至输出端晶体管栅极的金属线并不会被计算在内，这是因为在芯片的制造过程中其上多余的游离电荷可以通过低阻的输出端 MO S 管顺畅泻放。
同理，顶层金属线也不会对 A R 的值做出任何贡献，因其最后被刻蚀完成的同时，就标志着从输入 MO S 管到 输出MO S 管的通路正式形成，多余的电荷此时全部可以通过输出端得到泻放。
栅氧化层面积 A re a ga t e则是指各个输入端口所连接到的不同晶体管 （GK ）的栅氧化层的面积总和。
以图1所 A 口聞门缸R 日込严铲Z Totallnpu tPorL-X 怕日* 工［inpuu+A 上 匕厲口 12 # inpct (2 )EM （电迁移）：电迁移是指金属材料中存在大电流的情况下，金属离子在电流作用下出现宏观移动的现象，日常生活中的家用电线等金属导线由于没有良好 这里的导体面积 A r e a m e t a l 是指从图 1 M eta!3 l\ 实Pli A ri te nn a 的计门的散热能力，稍大的电流强度就会导致保险丝熔断而断路,移现象。
集成电路芯片中的金属连线则不同：它们有良好的散热环境，通常能够承受高达105A/cm2（约为普通家用电线承受极限的100倍）以上的电流强度和由此导致的大约100°C的高温。
电路中的天线效应
电路中的天线效应天线是无线电通信中的重要组成部分，它能够将无线电波转换为电信号或将电信号转换为无线电波。
在电路中，天线起到了收发信号的关键作用，而天线效应是指天线在电路中的特殊影响和效果。
一、天线的基本原理天线是由导电材料制成的，它可以将电磁波的能量转换成电流或电压信号。
天线的工作原理基于麦克斯韦方程组，通过电磁感应和辐射的方式实现了无线电信号的传输。
当电磁波通过天线时，它会在天线的导体上感应出电流，从而实现无线电信号的接收；而当电流通过天线时，它会辐射出电磁波，从而实现无线电信号的发送。
二、天线效应的影响1. 辐射效应：天线在工作时会辐射出电磁波，这些电磁波会在空间中传播，从而实现无线电信号的传输。
然而，天线辐射的电磁波不仅会传输到目标接收器，还会对其他电路产生干扰。
因此，在设计电路时，需要合理布置天线和其他电路，以避免干扰问题。
2. 接收效应：天线接收到的电磁波会在天线内感应出电流或电压信号，进而传递到接收器中进行信号处理。
然而，天线接收到的信号往往包含了很多干扰和噪声，这些干扰和噪声会降低信号的质量和可靠性。
因此，在接收信号时，需要采取一系列的措施来减小干扰和提高信噪比，以获得清晰、稳定的信号。
三、天线效应的应用1. 通信系统：天线是无线通信系统中的重要组成部分，它负责将无线电波转换为电信号或将电信号转换为无线电波。
天线的设计和布置直接影响着通信系统的性能和覆盖范围。
因此，在通信系统的设计中，需要充分考虑天线效应，选择合适的天线类型、布局和参数，以满足通信需求。
2. 无线传感器网络：无线传感器网络是一种由大量分布式传感器节点组成的网络，这些节点通过无线通信进行数据传输和信息交换。
在无线传感器网络中，天线的效果直接关系到节点之间的通信质量和网络的可靠性。
因此，在无线传感器网络的设计中，需要合理选择天线类型和布置方式，以提高节点之间的通信性能和网络的覆盖范围。
四、天线效应的改进方法1. 天线选择：根据具体应用需求和场景特点，选择合适的天线类型和参数。
天线效应的产生原理和解决方法
天线效应的产生原理和解决方法
天线效应是电磁干扰的一种，是指一个电磁波源直接发射到一个电气设备的表面上，形成的覆盖区域。
这是一个普遍现象，影响着电磁波源和表面上的电气设备之间的电磁能量的散布。
在某些情况下，天线效应可能会严重影响到电气设备的功能和性能，甚至会导致故障。
天线效应的产生主要有两个原因。
首先，电磁波源发出的电磁波本身可能会受到某些电气设备的强烈的电磁干扰。
其次，当空气中的电磁波与表面的电气设备相互作用时，可能会发生电磁波的反射，这就是所谓的天线效应。
要有效地抑制电磁干扰，应采取多方面的措施来缓解天线效应。
首先，尽量避免在电磁波源和电气设备之间放置金属物体，因为这些金属物体可能会影响电磁波的传播。
其次，应将复杂的磁性结构置于电气设备的表面，以减少电磁能量的散布。
此外，为了抑制电磁波的反射，可以在电气设备的表面上涂抹接地膜，以加强电磁波的吸收。
在实际应用中，应进行电磁干扰测试，以确定电磁波源和电气设备之间的电磁波发生的情况，同时应该采取必要的措施来缓解天线效应。
另外，在设计电气设备时，可以添加一些屏蔽措施，以减少对电磁波的敏感性。
综上所述，天线效应会严重影响电气设备的功能和性能。
要有效地抑制电磁干扰，除了避免在电磁波源和设备之间放置金属物体
外，还需要进行电磁干扰测试，并采取有效的抑制和屏蔽措施。
只有这样，才能有效地防止和消除天线效应对电气设备的影响。
中科大发现源于纳米天线效应的新电光现象
中。 这种 方法 还很少 被应用 过 。在此基 础上 ， 多精 许
细微妙 的物理 机械 机制 和系统 的奇异 行为 可以令 人 信 服地 被表 现出来 。 比如科学 家们 发现 ， 种系 统是 这
一
别是 利 用 其 强 度 的 强烈 晶体 尺 度 效 应 进 行 微 纳加
Ｔ等 具有 重要 的指导 意 义 。据 悉 ， 项研 究得 到 了 该 国 家 自然科 学 基金 与 “ ７ ” 划项 目以及 国家外 专 ９３ 计 局／ 育部 首批 学 科创 新 引智 ｆ１ １ 划 ”项 目的共 教 ‘１ 计 ‘ ） 同资 助 。
强 度的方 法来提 高 能量耦合 效率 ，使其 在未来 的纳
米 马达上 能达 到更 高 的能量 品质 。
来 源 ：科 学 时 报 》 《
行 的一项重 点研究 成果 进行 了详细 报道 。这项 受 中 国国家 自然 科学基 金 和美 国国家科学 基金 资助 的项 目历 时三年 ，是 国际上 首次在 理论模 拟 的基础 上研
眷钎放
光 体 的发光特 性进 行有效 控制 ，并 在光 频 区实现 新 奇 的 电光效应 ： 电致 热荧 光 、 转换 发光 和“ 色 ” 上 彩 频 谱 调控 。这一 研究成 果 发表在 近期 出版 的 国际权 威
首 台高性能光 操作 系统 问世 架起 纳米光 学和 力学领域 之 间的桥梁
前 仍有许 多具 体工作 要做 ，主要 目的是 弥合 在 目前
的基础研 究 和未来 的工业应 用之 间的差距 。 下一步 “ 计 划是考 察一 系列光 子 晶体 材料 阵列 ．看 是 否可 以
在业界 享有 盛名 、年发行 量达 ６ ０万份 以上 的 ０
个聪 明 的 自适应 光学 器械 ，它对于 几何 结构 的敏
集成电路中的天线效应
跳线即断开存在天线效应 的金属层 ， 通过通孔连接
到其 它层 （ 上 跳 线 法 接 到 天 线 层 的上 一 层 ， 向 向下
使芯片的面积增大数倍 ， 这是超大规模集成电路设
计不允许 出现 的。所 以这种方法不合理 ， 也是不可 取的。 ４ 对于上述方法都不 能消除的长走线上的天 ）
理是 ： 在集 成 电路工 艺 流 程 中金 属层 由下 开 始被 制
做， 在考虑 当前金属层对栅极的天线效应时， 上一层
金属 还不存 在 ， 过 跳线 ， 通 减小 了存在 天线效 应的导
在 电气通 路 ， 就会在 多 晶硅栅 下 的薄 氧化 层形成
Ｆ—Ｎ隧穿 电流泄放 电荷 ， 图 １所示 。当积 累 的电 如 荷 超过 一定 数量 时 ， 种 Ｆ—Ｎ 电 流 会损 伤 栅 氧化 这
ｓ ｖ ｒｌｍｅｈ ｄ ｓ ｄ ｉ ａ ｏ ｔｄ ｓｇ ｏ ａ ｏ ｄ ａ ｅ ｎ ｆ ｃ ｎ ｉ ｔ ｇ ａｅ ｉｃ ｔ ｅ ｅ ａ ｔｏ ｓ ｕ ｅ ｎ ｌｙ ｕ ｅ ｉｎ ｔ ｖ ｉ ｎｔｎ ａ ｅｆ ｔｉ ｎ ｅ ｒ ｔｄ ｃ ｒｕｉ． ｅ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｐ ｙ ｗｏ ｄ ： ＡＥ； ａ ｏ ｔ ｅ ｉｎ； ｅ ｕ ｍｉｒ ｎ Ｌ ｙ ｕ ｓｇ Ｄｅ ｐ ｓ ｂ ｃ ｏ ｄ
功能、 稳定 的性 能及满 意 的 良率 等等 ， 需要考 虑诸 多 因素 。集成 电路 版 图会 造 成 多 种 类 型失 效 ， 以设 所 计者 必须 了解潜 在 的 薄弱 环 节 ， 其 中加入 保 护措 在
施 以防止 失效 。
分辨率不断提高的要求。该方法是将物质高度电离 并 保持 一定 的能量 ， 然后 将这种 物质 刻蚀 在 晶圆上 ， 从而形成某一层。理论上 ， 打人晶圆的离子总的对 外电性应该是呈现中性 的， 也就是说正离子和负离 子是成对出现的 ， 但在实际中， 打人晶圆的离子并不 成对 ， 这样就会产生游离 电荷， 当刻蚀 导体（ 金属或 多晶硅） 的时候 ， 裸露 的导体表面就会收集游离 电 荷。所积累的电荷多少与其暴露在等离子束下的导
失效机制
• 3，在过长的nwell上，每隔一段距离就添加与source的电 位连接，原则是器件任何部分到衬底接触距离不大于 20um； • 4，Substrate contact和well contact应尽量靠近source,以降 低Rwell和Rsub的阻值； • 5，使nmos尽量靠近GND，pmos尽量靠近VDD,在pmos 和 nmos之间保持足够的距离； • 6，凡接I/O的内部的mos，都单独做guard ring； • 7，I/O处尽量不使用pmos(nwell)。
• 条件允许时，还可以把大块poly拆成多个，用金属连接起 来。 • 最后，还可以通过插入缓冲器，切断长线来消除天线效应。
Latch-Up
• Latch-Up
• 标准CMOS工艺的器件结构隐含着一个PNPN闩锁夹层，寄 生了一个水平NPN晶体管和一个垂直PNP晶体管。寄生水 平NPN管的发射极、基极和集电极分别是NMOS的源极、P 型衬底和N阱，而寄生垂直PNP管的发射极、基极和集电 极分别是PMOS的源极、N阱和P型衬底。
• 在正常条件下，所有的PN结都处于反偏状态，因此两个寄 生双极型晶体管都不导通，对电路正常工作没有影响。但 在一定条件下，两个寄生的双极性晶体管相互影响而产生 低阻抗通路, 它的存在会使VDD和GND之间产生大电流，导 致电路无法正常工作，这种现象被称之为Latch-Up。Latch up 产生的过度电流量可能会使芯片产生永久性的破坏, Latch up 的防范是IC Layout 的最重要措施之一。
• 防护措施 • 在版图设计中，防止Latch-Up的思路是，减小Rwell和Rsub 的阻值，或减小两个晶体管的电流放大倍数。 • 因此，常用的防止Latch-Up效应的方法有： • 1，在重掺杂的基体上增加一个轻掺杂的layer，阻止侧面 电流从垂直BJT到低阻基体上形成通路（通常可以查阅PDK 找到相关信息）； • 2，使用Guard ring: P+ ring环绕nmos并接GND；N+ ring环绕 pmos 并接VDD，一方面可以降低Rwell和Rsub的阻值，另 一方面可阻止载流子到达BJT的基极。如果可能，可再增 加两圈ring；
导线的天线效应
导线的天线效应
摘要：
1.导线的天线效应定义
2.导线天线效应的原因
3.导线天线效应的影响
4.如何减小导线天线效应
正文：
导线的天线效应是指当导线被用来作为天线时，由于其特殊的物理性质，会对周围的电磁场产生影响，从而影响整个通信系统的性能。
导线天线效应的原因主要在于导线的电感和电容特性。
当导线作为一个电路的一部分时，它的电感和电容会影响电路的阻抗，从而影响电路的性能。
此外，导线还会吸收周围的电磁波，进一步影响电路的性能。
导线天线效应对通信系统的影响主要表现在以下几个方面：
1.降低通信系统的性能，包括误码率增加、信号衰减增大等；
2.影响通信系统的稳定性，包括系统频率漂移、相位误差增大等；
3.增加通信系统的能耗，因为导线天线效应会导致电路中的电流增大，从而增大系统的能耗。
为了减小导线天线效应，可以采取以下几种方法：
1.选择合适的导线材料，以减小导线的电感和电容；
2.优化导线的布局，避免导线过于密集，减少电磁波的吸收；
3.使用屏蔽技术，对导线进行屏蔽，减小导线对电磁场的干扰。
总的来说，导线的天线效应是一个需要重视的问题，因为它直接影响到通信系统的性能和稳定性。
天线效应非平衡
天线效应，或工艺天线效应（PAE, Process Antenna Effect），是在芯片制造过程中可能会出现的一种现象。
具体来说，当进行离子刻蚀时，MOS管的栅氧化层上连接的一大片导体就像一根根天线一样，不断地收集电荷，使得导体上的电压越来越高，最终可能导致击穿MOS管。
在生产过程中，暴露的金属线或者多晶硅等导体会收集电荷（如等离子刻蚀产生的带电粒子），导致电位升高。
天线越长，收集的电荷也就越多，电压就越高。
若这片导体碰巧只接了MOS的源极或漏极，那么这个电压就会通过MOS管放电，产生一个大电流，从而可能损坏MOS管。
此外，还有一种非平衡天线的情况。
当天线本身的长度是四分之一波长时，它要和“地”一起才能构成完整的天线。
这种情况下，天线更多是一种激励作用，辐射的主体是作为手机主体的“地”。
为了避免天线效应对芯片制造过程造成的影响，需要严格遵守相应的天线效应规则。
现代工艺采用了一种叫离子刻蚀的方法来制造金属层。
在这个过程中，空间中会出现大量的电荷，这些电荷会附着在金属表面，电荷量的多少与金属面积正相关。
因此，了解金属层的制造过程和采取相应的预防措施是至关重要的。
超深亚微米IC设计中的天线效应分析
第37卷增刊电子科技大学学报Vol.37suppl 2008年6月Journal of University of Electronic Science and Technology of China Jun.2008超深亚微米IC 设计中的天线效应分析李蜀霞，刘辉华，赵建明，何春(电子科技大学电子科学技术研究院成都610054)【摘要】天线效应(PAE)是超深亚微米IC 设计后端设计流程中的一个关键问题。
该文具体分析了在芯片制造过程中产生天线效应的原因和影响因素，根据其产生机理提出了四种消除天线效应的方法，同时还给出了设计中的天线规则和天线比率的具体计算方法。
在真实的设计实例中，运用该方法解决了设计中存在的天线效应问题，证明了它的切实可行性。
关键词天线规则;栅氧;天线效应;超深亚微米中图分类号TN402文献标识码AAnalysis of Process Antenna Effect in VDSM IC DesignLI Shu-xia,LIU Hui-hua,ZHAO Jian-ming,and HE Chun(Research Insti tut e of El ectronic Science and Technology,University of Electronic of Science and Technology of china Chengdu610054)Abstr act Process antenna effect is a key challenge in backend design flow of very deep submicron (VDSM)IC design.The affection factors and causations generating process antenna effect (PAE)in the IC fabrication process are analyzed.Four elimination methods of PAE are applied in VDSM IC design.The calculation method of antenna ratio is deduced.The feasibility of these methods are proved in design.Key wor ds antenna roe;gate-oxide;process antenna effect;very deep submicron 收稿日期：20080304作者简介：李蜀霞(3)，女，硕士生，主要从事超深亚微米集成电路后端设计方面的研究在半导体技术进入超深亚微米(VDSM)级别时，可靠性设计就成为新一代集成电路设计和制造工艺不得不面对的一个重大挑战。
7.8天线效应与ESD汇总
第七章 集成电路常用器件版图 静电放电ESD保护
集成电路中接到MOS晶体管栅极的PIN更需 ESD保护，一般为输入PIN；而接到扩散区 的PIN相对不易受ESD损坏，一般为输出PIN
VDD
Vo
集成电路版图设计
西南科技大学
第七章 集成电路常用器件版图
静电放电ESD保护
集成电路版图设计
西南科技大学
第七章 集成电路常用器件版图
三、静电放电ESD保护 ESD：Electrostatic Discharge 人体或其他机械运动所积累的静电电压远远超过MOS 晶体管的栅击穿电压
2kV
集成电路版图设计
西南科技大学
1、器件失效的原因分类
集成电路版图设计
西南科技大学
2、ESD模式分类
第七章 集成电路常用器件版图
一、天线效应
1、当大面积的金属1直接与栅极相连，在金属腐蚀过程中， 会吸引大量的电荷（因为工艺中刻蚀金属是在强场中进行
的），这时如果该金属直接与管子栅（相当于有栅电容）
相连的话，可能会在栅极形成高电压会影响栅极氧化层的 质量，降低电路的可靠性和寿命 2、大面积的多晶硅也有可能出现天线效应
第七章 集成电路常用器件版图 MOS晶体管保护电路 1. 基本原理 利用保护管NMOS和 VDD PMOS的饱和导通或沟道穿 通效应以及漏极寄生二极管 MP 完成静电泄放。 pad R 保护管W/L要足够大以 便获得小的导通电阻，并采 MN 用抗闩锁的保护环结构。 R为N+电阻，起延迟、缓冲 VSS 作用。
ESD 保护 电路
集成电路版图设计
西南科技大学
第七章 集成电路常用器件版图 电阻-二极管保护电路 1. 基本原理 R2为N+电阻，起延迟、 VDD 缓冲作用，防止外来高 电压直接作用于MOS管 Dp1 MP 的栅极。阻值一般在几 pad R1 R2 十左右。 MN Dn1 VSS
关于MOS布线时的天线效应（Antennaeffect）的解说
关于MOS布线时的天线效应（Antennaeffect）的解说关于mos布线的天线效应的解说The antenna effect, more formally plasma induced gate oxide damage, is an effect that can potentially cause yield and reliability problems during the manufacture of MOS integrated circuits.[1][2][3][4][5] Fabs normally supply antenna rules, which are rules that must be obeyed to avoid this problem. A violation of such rules is called an antenna violation. The word antenna is something of a misnomer in this context—the problem is really the collection of charge, not the normal meaning of antenna, which is a device for converting electromagnetic fields to/from electrical currents. Occasionally the phrase antenna effect is used in this context,[6] but this is less common since there are many effects,[7] and the phrase does not make clear which is meant.( e5 P6 t; L5 Y) f0 4 H# C8 X; ^& G1 `4 f/ l:天线效应，更正式地说叫做电浆引起的栅氧损伤，在MOS结构的制造过程中可能会带来良率损失或可靠性问题。
天线效应的产生及修复
天线效应的产生及修复作者：梁旗来源：《电脑知识与技术·学术交流》2008年第05期摘要：随着现代半导体集成电路工艺的发展，栅的尺寸和氧化层的厚度越来越小，然而互连线的长度却有增加的趋势，这就造成了与之相关的天线效应越来越显著。
本文介绍了天线效应的原理，以及修复方法。
关键词：天线效应；跳层；反偏二极管中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)05-10ppp-0c1 引言在ASIC设计流程中，自动布局布线会产生天线效应，造成栅的击穿。
而且设计在检查中可以通过后仿真验证，但是流片出来后，会发现片子已经被击穿，造成流片的失败。
事实上EDA工具在自动布局布线时可以有效的减少天线效应。
如在使用Encounter时加载LEF文件，这个LEF文件中除了包含了DRC设计规则信息外，对于天线效应LEF文件中包含了门的面积、有效掺杂区面积、比率信息、二极管信息等。
工具在布局布线的同时会计算天线效应的产生，并可以通过命令进行修复。
在布线资源充足时天线效应问题基本可以自动布线解决。
然而在实际设计中，总是想办法降低成本，减小芯片的面积，布线资源捉襟见肘，总是会产生一些天线，此时我们就可以在布局布线完成后，在版图编辑工具里对设计进行手工修复。
2 天线效应的产生及计算方法小尺寸的MOS管的栅极与很长的金属连线接在一起（图1所示）。
图1在刻蚀过程中，这根金属线有可能象一根天线一样收集带电粒子，升高电位，而且可以击穿MOS管的栅氧化层，造成器件的失效。
这种失效是不可恢复的。
不仅是金属连线，有时候多晶硅也可以充当天线。
关于天线原理产生的微观机制，已经有很了很成熟的研究[1,2,3,4] 。
计算天线效应的算法通常都是用与栅相连的金属线或多晶硅的面积与MOS管栅面积的比值来计算的。
可以用下式表示:ωα/gαωα与gα分别为连线的面积和栅的面积；ratio是一个与工艺有关的常数。
例如在文献[5]中列举了一种情况，ratio取值为290:1，当这一比值大于ratio时，我们就认为有可能产生天线效应。
集成电路-天线效应
天线效应需要考虑的问题：❑怎样产生？❑如何消除！天线效应大家应该都不陌生，在0.25um之后的版图中，就如同DRC、LVS 一样的重要。
版图设计配合上游电路设计与下游芯片制造，起着承上启下的作用。
为了实现设计的功能、性能的稳定及满意的良率等等，需要考虑诸多因素，天线效应只是其中之一。
不过就版图设计而言，切入点大多集中在两个方面：电荷相关；图形或尺寸相关。
天线效应属于前者，天线效应是在制造过程中，因为过多电荷的积聚导致的栅氧化层的损坏或退化。
这里需要考虑的有两个问题：❑电荷是从哪里来的？❑放电路径在哪里？因为天线效应发生在制造过程中，显然电荷的产生是制造过程中产生的，产生电荷的可能性有：摩擦、感应、植入或者激发。
实际的原因是反应离子刻蚀所引起的，比如在poly、contact、metal、via的制造过程时。
在芯片生产过程中，暴露的金属线(金属线刻蚀的时候会有离子残留，由连在铝线上的多晶硅收集)或者多晶硅（多晶硅刻蚀的时候也会有离子残留）(polysilicon)等导体，就像是一根根天线，会收集电荷（如等离子刻蚀产生的带电粒子）导致电位升高。
天线越长，收集的电荷也就越多，电压就越高。
若这片导体碰巧只接了MOS 的栅，那么高电压就可能把薄栅氧化层击穿，使电路失效，这种现象我们称之为“天线效应”。
随着工艺技术的发展，栅的尺寸越来越小，金属的层数越来越多，发生天线效应的可能性就越大。
在深亚微米集成电路加工工艺中，经常使用了一种基于等离子技术的离子刻蚀工艺（plasma etching）。
此种技术适应随着尺寸不断缩小，掩模刻蚀分辨率不断提高的要求。
但在蚀刻过程中，会产生游离电荷，当刻蚀导体（金属或多晶硅）的时候，裸露的导体表面就会收集游离电荷。
所积累的电荷多少与其暴露在等离子束下的导体面积成正比（一般铝线的面积较大）。
如果积累了电荷的导体直接连接到器件的栅极上，就会在多晶硅栅下的薄氧化层形成F-N隧穿电流泄放电荷，当积累的电荷超过一定数量时，这种F-N 电流会损伤栅氧化层，从而使器件甚至整个芯片的可靠性和寿命严重的降低。
导线的天线效应
导线的天线效应摘要：I.引言- 介绍导线的天线效应II.导线天线效应的原理- 电磁波在导线中的传播- 导线天线效应的产生III.导线天线效应的应用- 无线通信- 射频识别技术- 天线阵列IV.导线天线效应的影响因素- 导线的长度、形状和材质- 电磁波的频率V.导线天线效应的解决方法- 减小导线的影响- 选择合适的导线材料- 设计优化天线结构VI.结论- 总结导线天线效应的重要性正文：I.引言在现代电子技术中，导线的天线效应是一个不可忽视的问题。
无论是在无线通信、射频识别技术还是天线阵列等领域，导线天线效应都发挥着关键作用。
本文将详细介绍导线的天线效应，以及其应用、影响因素和解决方法。
II.导线天线效应的原理要了解导线天线效应，首先需要了解电磁波在导线中的传播。
电磁波在导线中传播时，会在导线周围产生磁场。
当导线的长度、形状和电磁波的频率满足一定条件时，导线自身会产生电磁波，这就是导线天线效应。
III.导线天线效应的应用导线天线效应在许多领域都有广泛应用。
在无线通信中，天线需要具有优良的性能，以保证信号的传输质量。
导线天线效应对于射频识别技术也非常重要，因为它关系到标签和阅读器之间的通信距离和性能。
此外，在天线阵列设计中，导线天线效应也是一个关键因素，影响着整个天线阵列的性能。
IV.导线天线效应的影响因素导线天线效应的产生受到许多因素的影响。
导线的长度、形状和材质都会对导线天线效应产生影响。
此外，电磁波的频率也是一个重要的影响因素。
在一定范围内，频率越高，导线天线效应越明显。
V.导线天线效应的解决方法为了解决导线天线效应带来的问题，可以采取以下方法：1.减小导线的影响：通过优化天线结构，减小导线对天线性能的影响。
2.选择合适的导线材料：使用具有较低磁导率的材料，以降低导线天线效应。
3.设计优化天线结构：通过合理设计天线结构，以降低导线天线效应。
VI.结论总之，导线的天线效应在现代电子技术中具有重要意义。
天线效应
超深亚微米IC设计中的天线效应李蜀霞 刘辉华 赵建明 何春(电子科技大学电子电子科学技术研究院 成都 610054)【摘要】本文主要分析了超深亚微米集成电路设计中天线效应产生机理及其消除方法，同时还给出了天线比率的具体计算方法。
将这些方法应用于雷达信号处理SOC芯片后端设计中，解决了设计中存在的天线效应问题，保证了一次流片成功。
关 键 词：天线效应 栅氧 超深亚微米中图分类号： 文献标识码Antenna Effect in VDSM IC DesignLishuxia Liuhuihua Zhaojianming Hechun(Research Institute of Electronic Science and Technology of UESTC ChengDu 610054)Abstract: The paper analyzed the mechanism and elimination methods of Process Antenna Effect in Ultra-deep submicron IC design, also provided the antenna ratio calculation mehod.And these methods were adopted in “CC0MP Radar SOC” layout design successfully.Key words: PAE gate-oxide VDSM0 前言在半导体技术进入超深亚微米（VDSM）级别时，可靠性设计就成为新一代集成电路设计和制造工艺不得不面对的一个重大挑战。
本文就可靠性设计的一方面——天线效应作具体分析。
在芯片生产过程中，暴露的金属线或者多晶硅(polysilicon)等导体，就象是一根根天线，会收集电荷（如等离子刻蚀产生的带电粒子）导致电位升高。
天线越长，收集的电荷也就越多，电压就越高。
天线效应及解决方法
干蚀刻（etch）需要使用很强的电场驱动离子原浆，在蚀刻gate poly和氧化层边的时候，电荷可能积累在gate poly上，并产生电压足以使电流穿过gate的氧化层，虽然这种状况通常不会破坏gate氧化层，但会降低其绝缘程度。
这种降低程度于gate氧化层面积内通过的电荷数成正比。
每一poly区积累的正电荷与它的面积成正比，如果一块很小的gate氧化层连接到一块很大的poly图形时，就可能造成超出比例的破坏，因为大块的poly区就像一个天线一样收集电荷，所以这种效应称为天线效应，天线效应也会发生在source/drain的离子植入时。
天线效应与poly和gate氧化层的面积之比成正比（对于pmos和nmos,要分开计算gate氧化层的面积，因为它们的击穿电压不同）。
当这个比值达到数百倍时，就可能破坏氧化层。
大多数的layout中都可能有少数这样大比值的poly图形。
下图为一个可能产生天线效应的例子：mos M1的gate由poly连接至M2，当M1和M2距离够长造成poly和M1 gate氧化层面积之比太大，从而可能破坏M1的gate氧化层。
消除天线效应的方法主要是设法降低接到gate的poly面积。
见右图，在poly接至gate增加一个metal 跳线，即减小了接至gate的poly与gate氧化层的面积之比，起到消除天线效应的作用。
天线效应产生的静电破坏也会发生在metal蚀刻时。
如果metal接到diffusion时，极少会产生静电破坏，因为diffsion可以卸掉静电，所以top metal一般不用考虑天线效应的问题（基本上每条topmetal都会接到diffusion上）。
对于下层metal则不然，没有接到diffusion的下层metal当其接至gate 时，如面积过大，就极易产生天线效应。
解决方法：在下层metal上加一个top m etal的跳线，如无法加top m etal跳线，可以连接一个最小size的Nmoat/P-epi或Pmoat/nwell的二极管，原则上这个二极管不可以影响线路的正常工作。
导线的天线效应
导线的天线效应摘要：一、导线天线效应的定义和原理二、导线天线效应的影响因素三、导线天线效应的实际应用四、导线天线效应的优缺点正文：一、导线天线效应的定义和原理导线天线效应，顾名思义，是指导线在特定条件下表现出的天线特性。
导线作为电磁波的传播介质，其长度、形状、周围环境等因素都会影响电磁波的传播效果。
当导线的长度、形状以及周围环境满足一定条件时，导线会表现出明显的天线效应，即电磁波在导线上的传播特性与天线相似。
导线天线效应的原理主要基于电磁学的基本原理，即麦克斯韦方程组。
在特定条件下，导线中的电流会产生电磁场，这个电磁场会与外部电磁场相互作用，导致导线上的电磁波传播特性发生变化。
二、导线天线效应的影响因素导线天线效应的影响因素主要包括以下几点：1.导线长度：当导线长度与电磁波波长接近时，导线天线效应最为明显。
2.导线形状：不同形状的导线，其天线效应也不同。
通常情况下，直线形导线的天线效应较为明显，而弯曲、分支等不规则形状的导线，其天线效应会受到一定程度的抑制。
3.周围环境：导线周围的介质、物体等都会对导线天线效应产生影响。
例如，导线周围存在金属物体时，会导致电磁波在导线与金属物体之间产生反射、衰减等现象，从而影响导线天线效应。
三、导线天线效应的实际应用导线天线效应在实际应用中具有很多优势，以下是一些典型的应用场景：1.天线设计：通过研究导线天线效应，可以优化天线设计，提高天线性能，如提高信噪比、增加信号覆盖范围等。
2.无线通信：在无线通信领域，导线天线效应可以用于提高信号传输质量、降低信号衰减等。
3.电磁兼容：导线天线效应的研究有助于提高电磁兼容性，降低电磁干扰，保证电子设备的正常工作。
四、导线天线效应的优缺点导线天线效应的优点主要表现在以下几个方面：1.提高天线性能：通过利用导线天线效应，可以优化天线设计，提高天线性能。
2.简化设计：导线天线效应使得天线设计更加简单、易于实现。
然而，导线天线效应也存在一定的缺点：1.环境适应性差：导线天线效应受周围环境影响较大，不同的环境会导致天线性能波动。
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1） 跳线法。又分为“向上跳线”和“向下跳线”两种方式，如图2（b）所示。跳线即断开存在天线效应的金属层，通过通孔连接到其它层（向上跳线法接到天线层的上一层，向下跳线法接到下一层），最后再回到当前层。这种方法通过改变金属布线的层次来解决天线效应，但是同时增加了通孔，由于通孔的电阻很大，会直接影响到芯片的时序和串扰问题，所以在使用此方法时要严格控制布线层次变化和通孔的数量。
[编辑本段]天线效应的产生机理
在深亚微米集成电路加工工艺中，经常使用了一种基于等离子技术的离子刻蚀工艺（plasma etching）。此种技术适应随着尺寸不断缩小，掩模刻蚀分辨率不断提高的要求。但在蚀刻过程中，会产生游离电荷，当刻蚀导体（金属或多晶硅）的时候，裸露的导体表面就会收集游离电荷。所积累的电荷多少与其暴露在等离子束下的导体面积成正比。如果积累了电荷的导体直接连接到器件的栅极上，就会在多晶硅栅下的薄氧化层形成F-N 隧穿电流泄放电荷，当积累的电荷超过一定数量时，这种F-N 电流会损伤栅氧化层，从而使器件甚至整个芯片的可靠性和寿命严重的降低。在F-N 泄放电流作用下，面积比较大的栅得到的损伤较小。因此，天线效应（Process Antenna Effect，PAE），又称之为“等离子导致栅氧损伤（plasma induced gate oxide damage，PID）”。
3） 给所有器件的输入端口都加上保护二极管。此法能保证完全消除天线效应，但是会在没有天线效应的金属布线上浪费很多不必要的资源，且使芯片的面积增大数倍，这是VLSI 设计不允许出现的。所以这种方法是不合理，也是不可取的。
4） 对于上述方法都不能消除的长走线上的PAE，可通过插入缓冲器，切断长线来消除天线效应。
在实际设计中，需要考虑到性能和面积及其它因素的折衷要求，常常将法1、法2 和法4 结合使用来消除天线效应.
Байду номын сангаас
2） 添加天线器件，给“天线”加上反偏二极管。如图2（c）所示，通过给直接连接到栅的存在天线效应的金属层接上反偏二极管，形成一个电荷泄放回路，累积电荷就对栅氧构不成威胁，从而消除了天线效应。当金属层位置有足够空间时，可直接加上二极管，若遇到布线阻碍或金属层位于禁止区域时，就需要通过通孔将金属线延伸到附近有足够空间的地方，插入二极管。
在版图设计中，向上跳线法用的较多，此法的原理是：考虑当前金属层对栅极的天线效应时，上一层金属还不存在，通过跳线，减小存在天线效应的导体面积来消除天线效应。现代的多层金属布线工艺，在低层金属里出现PAE 效应，一般都可采用向上跳线的方法消除。但当最高层出现天线效应时，采用什么方法呢？这就是下面要介绍的另一种消除天线效应的方法了。
天线效应
在芯片生产过程中，暴露的金属线或者多晶硅(polysilicon)等导体，就象是一根根天线，会收集电荷（如等离子刻蚀产生的带电粒子）导致电位升高。天线越长，收集的电荷也就越多，电压就越高。若这片导体碰巧只接了MOS 的栅，那么高电压就可能把薄栅氧化层击穿，使电路失效，这种现象我们称之为“天线效应”。随着工艺技术的发展，栅的尺寸越来越小，金属的层数越来越多，发生天线效应的可能性就越大。