天線效應

1) 跳線法。又分為"向上跳線"和"向下跳線"兩種方式。跳線即斷開存在天線效應的金屬層，通過通孔連接到其它層(向上跳線法接到天線層的上一層，向下跳線法接到下一層)，最后再回到當前層。這種方法通過改變金屬布線的層次來解決天線效應，但是同時增加了通孔，由于通孔的電阻很大，會直接影響到芯片的時序和串擾問題，所以在使用此方法時要嚴格控制布線層次變化和通孔的數(shù)量。

在版圖設計中，向上跳線法用的較多，此法的原理是:考慮當前金屬層對柵極的天線效應時，上一層金屬還不存在，通過跳線，減小存在天線效應的導體面積來消除天線效應?，F(xiàn)代的多層金屬布線工藝，在低層金屬里出現(xiàn)PAE 效應，一般都可采用向上跳線的方法消除。但當最高層出現(xiàn)天線效應時，采用什么方法呢?這就是下面要介紹的另一種消除天線效應的方法了。

2) 添加天線器件，給"天線"加上反偏二極管。通過給直接連接到柵的存在天線效應的金屬層接上反偏二極管，形成一個電荷泄放回路，累積電荷就對柵氧構不成威脅，從而消除了天線效應。當金屬層位置有足夠空間時，可直接加上二極管，若遇到布線阻礙或金屬層位于禁止區(qū)域時，就需要通過通孔將金屬線延伸到附近有足夠空間的地方，插入二極管。

3) 給所有器件的輸入端口都加上保護二極管。此法能保證完全消除天線效應，但是會在沒有天線效應的金屬布線上浪費很多不必要的資源，且使芯片的面積增大數(shù)倍，這是VLSI 設計不允許出現(xiàn)的。所以這種方法是不合理，也是不可取的。

4) 對于上述方法都不能消除的長走線上的PAE，可通過插入緩沖器，切斷長線來消除天線效應。

在實際設計中，需要考慮到性能和面積及其它因素的折衷要求，常常將法1、法2 和法4 結合使用來消除天線效應。

在深亞微米集成電路加工工藝中，經(jīng)常使用了一種基于等離子技術的離子刻蝕工藝(plasma etching)。此種技術適應隨著尺寸不斷縮小，掩模刻蝕分辨率不斷提高的要求。但在蝕刻過程中，會產(chǎn)生游離電荷，當刻蝕導體(金屬或多晶硅)的時候，裸露的導體表面就會收集游離電荷。所積累的電荷多少與其暴露在等離子束下的導體面積成正比。如果積累了電荷的導體直接連接到器件的柵極上，就會在多晶硅柵下的薄氧化層形成F-N 隧穿電流泄放電荷，當積累的電荷超過一定數(shù)量時，這種F-N 電流會損傷柵氧化層，從而使器件甚至整個芯片的可靠性和壽命嚴重的降低。在F-N 泄放電流作用下，面積比較大的柵得到的損傷較小。因此，天線效應(Process Antenna Effect，PAE)，又稱之為"等離子導致柵氧損傷(plasma induced gate oxide damage，PID)"。

1.可以傳輸較寬的頻帶

2.對外界干擾的防衛(wèi)度高

3.天線效應小，輻射損耗小

4.結構簡單，安裝便利，比較經(jīng)濟。