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亚博comp-IC设计中天线效应以及其抑制方案探讨
来源:亚博comp    发布时间:2021-01-17 09:27:02
本文摘要:作者:GaganKansal与AjaySharma;飞思卡尔半导体公司  如同摩尔定律所述,数十年来,晶片的密度和速度于是以呈圆形指数级茁壮。

作者:GaganKansal与AjaySharma;飞思卡尔半导体公司  如同摩尔定律所述,数十年来,晶片的密度和速度于是以呈圆形指数级茁壮。众所周知,这种高速成长的趋势总有一天不会完结,只是不告诉当这一刻来临时,晶片的密度和性能究竟能超过何种程度。随着技术的发展,晶片密度大大减少,而闸级水解层宽度大大增加,超大规模积体电路(VLSI)中少见的多种效应显得原本就越最重要且无法掌控,天线效应乃是其中之一。

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在过去的二十年中,半导体技术以求很快发展,费伊更加小规格、更高PCB密度、更加高速电路、更加低功耗的产品。本文将辩论天线效应以及增加天线效应的解决方案。

  天线效应  天线效应或电浆造成闸氧伤害是所指在MOS晶片制程中,有可能再次发生潜在影响产品良率与可靠性的效应。目前,微影制程使用电浆转印法(或干式转印)生产晶片。

电浆是一种用作转印的离子化/活性气体。它可展开超级模式掌控(更加锐利边缘/较少嘴巴边),并构建多种在传统转印中无法构建的化学反应。但凡事都有两面性,它还带给一些副作用,其中之一就是电池伤害。图1:电浆转印过程中的天线效应。

  电浆电池伤害是所指在电浆处理过程中,在MOSFET闸级水解层上再次发生非预期的高场形变。在电浆转印过程中,大量电荷挤满在多晶矽和金属表面。利用电容器耦合,在闸级水解层中不会构成较小电场,造成产生有可能伤害水解层并转变设备阀值电压(VT)的形变。

如下图右图,被挤满的静电荷被传输到闸极中,利用闸级水解层,被电流穿着隧中和。  显而易见地,曝露在电浆面前的导体面积十分最重要,它要求静电荷挤满亲率和穿着隧电流的大小。

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这就是所谓的天线效应。闸极的导体与水解层的面积比就是天线比率。

一般来说,天线比率可看作是一种电流放大器,可缩放闸级水解层穿着隧电流的密度。对于特定的天线比率来说,电浆密度越高,穿着隧电流越大,也意味著更高的伤害。  电浆生产还包括3种程序。在导体层模式转印过程中,积累电荷量与周长成正比。

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而在灰化过程,积累电荷量与面积呈圆形正比。此外,认识转印过程,积累电荷量与通过区域的面积成正比。  天线比率(AR)的传统定义是指天线导体的面积与所连接的闸级水解层面积的比率。

传统理论指出,天线效应减少程度与天线比率成正比(每个金属层的电池效果是完全相同的)。然而,天线比率实质上并不各不相同天线效应,还必须考虑到布局的问题。  布局对电池伤害的影响  电池伤害的程度是一个几何函数,与极密闸线天线涉及。但是由于转印亲率差异体现出有的转印延后、电浆灰化、水解沈积以及电浆诱导伤害(PID)等原因,使得电池伤害更容易受到电子感测器效应的影响。

  因此,天线效应的新模式必须考虑到转印时间的因素,如公式1。而通过放入二极体或桥接(布线)掌控天线效应,更加能有效地预测天线效应,如公式2右图。

  AR=Q/A_Gate公式1  其中,Q所指在转印期间,向闸级水解层流经的总积累电荷。  v_g=v_(g_max)+J/C2/()((P+p))/((A+a))公式2  A为导电层面积,电浆电流密度J下的电容器容量为C  a为闸极面积,电浆电流密度J下的电容器容量为a  为电容器比  P为天线电容器的周长  p为闸电容器的周长  为电浆电源的角频率  根据基于PID的新模式,PID未各不相同AR,但天线电容器与闸极电容器的比例可作为PID的较好指标。PID各不相同电浆电源的频率,当水解层4nm,PID将对形变电流显得不脆弱。在不减少J的情况下,减少闸极的介电常数,可减少PID。


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