pcb 中集成電路的天線效應(yīng)

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1、PCB中集成電路的天線效應(yīng)如摩爾定律所述，數(shù)十年來，集成電路的密度和性能迅猛增長。眾所周知，這種高速增長的趨勢總有一天會(huì)結(jié)束，人們只是不知道當(dāng)這一刻來臨時(shí)，集成電路的密度和性能到底能達(dá)到何種程度。隨著技術(shù)的發(fā)展，集成電路密度不斷增加，而柵氧化層寬度不斷減少，超大規(guī)模集成電路中常見的多種效應(yīng)變得原來越重要并難以控制。天線效應(yīng)便是其中之一。在過去的二十年中，半導(dǎo)體技術(shù)得以迅速發(fā)展，催生出更小規(guī)格、更高封裝密度、更高速電路、更低功耗的產(chǎn)品。本文將討論天線效應(yīng)以及減少天線效應(yīng)的解決方案。天線效應(yīng)天線效應(yīng)或等離子導(dǎo)致柵氧損傷是指：在MOS集成電路生產(chǎn)過程中，一種可潛在影響

2、產(chǎn)品產(chǎn)量和可靠性的效應(yīng)。目前，平版印刷工藝采用“等離子刻蝕”法（或“干法刻蝕”）制造集成電路。等離子是一種用于刻蝕的離子化/活性氣體。它可進(jìn)行超級(jí)模式控制（更鋒利邊緣/更少咬邊），并實(shí)現(xiàn)多種在傳統(tǒng)刻蝕中無法實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)。但凡事都有兩面性，它還帶來一些副作用，其中之一就是充電損傷。等離子充電損傷是指在等離子處理過程中，MOSFET中產(chǎn)生的柵氧化層的非預(yù)期高場應(yīng)力。在等離子刻蝕過程中，大量電荷聚集在多晶硅和金屬表面。通過電容耦合，在柵氧化層中會(huì)形成較大電場，導(dǎo)致產(chǎn)生可損傷氧化層并改變?cè)O(shè)備閥值電壓（VT）的應(yīng)力。如下圖所示，被聚集的靜電荷被傳輸?shù)綎艠O中，通過柵氧化層

3、，被電流隧道中和。20currencydeposit,weprescribeapassonaregularbasis,qilucardaccountonaregularbasis),certificatebondsandsavingsbonds(electronic);3.notdrawnonabanksavingscertificate,certificatebondsapplyformortgageloans,acceptingonlythelender顯而易見，暴露在等離子面前的導(dǎo)體面積非常重要，它決定靜電荷聚集率和隧穿電流的大小。這就是所謂的“天線效應(yīng)”

4、。柵極下的導(dǎo)體與氧化層的面積比就是天線比率。一般來講，天線比率可看做是一種電流倍增器，可放大柵氧化層隧穿電流的密度。對(duì)于給定的天線比率來說，等粒子密度越高，隧穿電流越大。更高的隧穿電流意味著更高的損傷。導(dǎo)體層模式刻蝕過程——累積電荷量與周長成正比?；一^程——累積電荷量與面積呈正比。接觸刻蝕過程——累積電荷量與通過區(qū)域的面積成正比。20currencydeposit,weprescribeapassonaregularbasis,qilucardaccountonaregularbasis),certificatebondsandsavingsbonds(ele

5、ctronic);3.notdrawnonabanksavingscertificate,certificatebondsapplyformortgageloans,acceptingonlythelender天線比率（AR）的傳統(tǒng)定義是指“天線”導(dǎo)體的面積與所相連的柵氧化層面積的比率。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，天線效應(yīng)降低程度與天線比率成正比（每個(gè)金屬層的充電效果是相同的）。然而，人們發(fā)現(xiàn)天線比率并不取決于天線效應(yīng)，還需要考慮布局問題。布局對(duì)充電損傷的影響充電損傷的程度是一個(gè)幾何函數(shù)，與極密柵線天線相關(guān)。但是由于刻蝕率的差異反映出的刻蝕延遲、等離子灰化和氧化沉積以及等離子

6、誘導(dǎo)損傷（PID）的原因，使得充電損傷更容易受到電子屏蔽效應(yīng)的影響。因此，天線效應(yīng)的新模式需要考慮刻蝕時(shí)間的因素，如公式1。而通過插入二極管或橋（布線）控制天線效應(yīng)，可以更好地預(yù)測天線效應(yīng)，如公式2所示。20currencydeposit,weprescribeapassonaregularbasis,qilucardaccountonaregularbasis),certificatebondsandsavingsbonds(electronic);3.notdrawnonabanksavingscertificate,certificatebondsappl

7、yformortgageloans,acceptingonlythelender其中，Q指在刻蝕期間，向柵氧化層注入的總積累電荷。A為導(dǎo)電層面積，等離子電流密度J下的電容容量為Ca為柵極面積，等離子電流密度J下的電容容量為aα為電容比P為天線電容器的周長p為柵電容器的周長ω為等離子電源的角頻率根據(jù)基于PID的新模式，PID不取決于AR，但是天線電容與柵極電容的比例是PID的良好指標(biāo)。PID取決于等離子電源的頻率，當(dāng)氧化層《4nm，PID將對(duì)應(yīng)力電流變得不敏感。在不增加J的情況下，增加?xùn)艠O的介電常數(shù)，可增加PID。減少天線效應(yīng)的設(shè)計(jì)解決方案下面幾種解決方案都可以用

8、來降低天線效應(yīng)。1.跳線