如何在集成電路中減少天線效應(yīng)

需要注意的是，跳線的放置位置十分重要。必須把跳線放置在可減少布線長度的位置。下圖可詳細說明。如下圖所示，在兩張圖片中，輸入和輸出引腳間都有同 樣長度的間距，只是跳線位置稍有不同。第一張圖的電路沒有受到天線效應(yīng)的影響，而第二張圖中的電路卻受到了天線效應(yīng)的影響。

　　圖4：在柵周圍插入跳線。

通過這個例子可以很明顯的看出，可使用跳線（又叫做“橋”）避免天線效應(yīng)。跳線即斷開存在天線效應(yīng)的金屬層，通過通孔將靜電荷傳送到更高一層的金屬 層，然后再回到當前層。在金屬化的過程中，除了在最高一層上，引腳與很小的電線面積相連接，避免該層以下的任何天線問題的發(fā)生。

插入二極管

如圖所示，在邏輯柵輸入引腳旁邊插入二極管，可為底層電路提供一個電荷泄放路徑，因此累積電荷就無法對晶體管柵構(gòu)成威脅。使用二極管可為通過基板聚集在金屬層上的額外離子提供電荷泄放路徑。

　　圖5：在邏輯柵輸入周圍插入二極管。

然而，插入二極管會增加邏輯柵的輸入負載，從而增大電路單元面積并影響時序。此外，空間狹小的地方不適合插入二極管。

　　圖6：通過插入二極管或橋（布線）控制天線效應(yīng)。

總結(jié)

在集成電路的制造過程中，由于金屬層暴露在外，導(dǎo)致上面聚集了許多靜電電荷。電荷的數(shù)量取決于很多原因，從天線的角度來說，電荷的數(shù)量取決于金屬的暴 露面積。金屬暴露的面積越大，聚集的電荷就越多。基板位于底部并與制造設(shè)器件連接，因此在柵氧化層產(chǎn)生一個電壓梯度。當這個梯度變得足夠大時，它將通過爆 炸性放電（即“閃電”）來釋放。這個問題對小型技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生非常大的影響，因為泄電所帶來的損害很可能波及整個柵極。

由于表達天線比率方法并沒有統(tǒng)一，因此對于每項加工技術(shù)而言，天線規(guī)則檢查都不同。

可在需要受到保護的柵極旁邊插入反向偏置二極管，避免電路遭受天線效應(yīng)。在芯片正常運行期間，反向偏置二極管可防止電子在電路與二極管間流動，并防止 電子流向芯片基板。然而再制造過程中，電路上的電荷會聚集在某一點上，在這一點上電壓會超過其承受限度。這一點上的電壓高于電路正常運行的電壓，但低于柵 極中可預(yù)期的靜電放電電壓。當這種情況發(fā)生時，二極管允許電子從電路中流向基板，因此緩解電路中累積的電荷。這是一個非破壞性過程，并且在制造過程中，電 路可通過二極管進行多次放電。

另一個避免遭受天線效應(yīng)的方法是通過改變金屬層對天線進行“切割”（即“跳線法”）。當該金屬層被制成時，一側(cè)的大片金屬層不再電連接到柵極，因此不 會產(chǎn)生天線效應(yīng)。當通過更高級金屬“橋”進行連接時，導(dǎo)體表面不再暴露在外，因此不會收集游離電荷，從而避免天線效應(yīng)。