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[求助] 天线效应

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发表于 2017-8-16 20:11:48 | 显示全部楼层 |阅读模式

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哪位大神能详细的介绍下天线效应的避免方法,及用这种方法的原因,谢谢各位大神
发表于 2017-8-17 08:37:05 | 显示全部楼层
1) 跳线法。又分为“向上跳线”和“向下跳线”两种方式,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。
  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。
  2) 添加天线器件,给“天线”加上反偏二极管。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。
  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。
通常情况下,我们用“天线比率”(“antenna
ratio”)来衡量一颗芯片能发生天线效应的几率。“天线比率”的定义是:构成所谓“天线”的导体(一般是金属)的面积与所相连的栅氧化层面积的比率。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,所以,在0.4um/DMSP/TMSP以上工艺,我们一般不大会考虑天线效应。而采用0.4um以下的工艺就不得不考虑这个问题了。
消除天线效应的方法主要是设法降低接到gate的poly面积。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top metal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。
发表于 2017-8-17 09:10:56 | 显示全部楼层
简单来说就是向上跳线或者加足够大的二极管
发表于 2017-8-17 09:42:20 | 显示全部楼层
同意樓上的說法
同場加映 :
為什麼叫做 天線效應 ?
发表于 2017-8-17 10:34:42 | 显示全部楼层
天线效应:在芯片生产过程中,暴露的金属或者多晶硅等导体,就像是一根根天线会收集电荷导致电位升高。天线越长,收集的电荷越多,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”。
发表于 2017-8-17 10:39:13 | 显示全部楼层
回复 5# 小小小神仙_

厉害...
发表于 2017-8-18 10:17:28 | 显示全部楼层
小小小神仙  正解
发表于 2017-8-18 10:46:46 | 显示全部楼层
学习,谢谢
发表于 2017-8-18 10:48:01 | 显示全部楼层
SMIC 的天线检查,向下跳线不能解除天线效应
发表于 2017-8-19 09:32:46 | 显示全部楼层
貌似在可能出现天线效应的那根线上加一个逻辑门转一下  也可以消除它
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