IC设计中天线效应以及其抑制方案探讨

电路没有受到天线效应的影响，而第二张图中的电路却受到了天线效应的影响。

　　透过这个例子可以很明显的看出，使用跳线（又叫做‘桥接’）可避免天线效应。跳线即断开存在天线效应的金属层，透过过孔将静电荷传送到更高一层的金属层，然后再回到目前层。在金属化的过程中，除了在最高一层上，接脚与很小的缆线面积相连接，避免该层以下的任何天线问题的发生。　　插入二极体

　　如图所示，在逻辑闸输入接脚旁边插入二极体，可为底层电路提供一个电荷泄放路径，因此累积电荷就无法对电晶体闸构成威胁。使用二极体可为通过基板聚集在金属层上的额外离子提供电荷泄放路径。

图4：在闸周围插入跳线。

　　然而，插入二极体会增加逻辑闸的输入负载，因而增大电路单元面积并影响时序。此外，空间狭小的地方不适合插入二极体。

　　总结

　　在晶片的制造过程中，由于金属层暴露在外，导致其上聚集许多静电电荷。电荷的数量取决于很多原因，从天线的角度来说，电荷的数量取决于金属的暴露面积。金属暴露的面积越大，聚集的电荷就越多。基板位于底部并与制造设元件连接，因此在闸级氧化层产生一个电压梯度。当这个梯度变得足够大时，它将通过爆炸性放电（即‘闪电’）来释放。这个问题对小型技术领域产生非常大的影响，因为电荷放电所带来的损害可能波及整个闸极。

　　由于表达天线比率方法并不统一，因此对于每项制程技术而言，天线规则检查都不同。在需要受到保护的闸极旁边插入反向偏置二极体，可避免电路遭受天线效应。在晶片正常执行期间，反向偏置二极体可防止电子在电路与二极体间流动，并防止电子流向晶片基板。

　　然而在制造过程中，电路上的电荷会聚集在某一点上，在这一点上电压会超过其承受限度──电压高于电路正常执行的电压，但低于闸极中可预期的静电放电电压。当这种情况发生时，二极体允许电子从电路中流向基板，因此缓解电路中累积的电荷。这是一个非破坏性过程，并且在制造过程中，电路可透过二极体进行多次放电。

　　另一个避免遭受天线效应的方法是透过改变金属层对天线进行‘切割’（即‘跳线法’）。当该金属层被制造后，一侧的大片金属层不再电连接到闸极，因此不会产生天线效应。当通过更高级金属‘桥接’进行连接时，导体表面不再暴露在外，因此不会收集游离电荷，因而避免了天线效应。