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(guò)程中，一種可潛在影響產(chǎn)品產(chǎn)量和可靠性的效應(yīng)。
在芯片生產(chǎn)過(guò)程中，暴露的金屬線或者多晶硅（polysilicon）等導(dǎo)體，就象是一根根天線，會(huì)收集電荷（如等離子刻蝕產(chǎn)生的帶電粒子）導(dǎo)致電位升高。天線越長(zhǎng)，收集的電荷也就越多，電壓就越高。若這片導(dǎo)體碰巧只接了mos 的柵，那么高電壓就可能把薄柵氧化層擊穿，使電路失效，這種現(xiàn)象我們稱(chēng)之為“天線效應(yīng)”.隨著工藝技術(shù)的發(fā)展，柵的尺寸越來(lái)越小，金屬的層數(shù)越來(lái)越多，發(fā)生天線效應(yīng)的可能性就越大。
1.天線效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理
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(shù)的離子刻蝕工藝。此種技術(shù)適應(yīng)隨著尺寸不斷縮小，掩?？涛g分辨率不斷提高的要求。但在蝕刻過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生游離電荷，當(dāng)刻蝕導(dǎo)體（金屬或多晶硅）的時(shí)候，裸露的導(dǎo)體表面就會(huì)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(dǎo)體面積成正比。如果積累了電荷的導(dǎo)體直接連接到器件的柵極上，就會(huì)在多晶硅柵下的薄氧化層形成f-n 隧穿電流泄放電荷，當(dāng)積累的電荷超過(guò)一定數(shù)量時(shí)，這種f-n 電流會(huì)損傷柵氧化層，從而使器件甚至整個(gè)芯片的可靠性和壽命嚴(yán)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(yīng)，又稱(chēng)之為“等離子導(dǎo)致柵氧損傷”.
2.天線效應(yīng)的消除方法
下面本文就介紹幾種消除天線效應(yīng)的方法：
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(kāi)存在天線效應(yīng)的金屬層，通過(guò)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(dāng)前層。這種方法通過(guò)改變金屬布線的層次來(lái)解決天線效應(yīng)，但是同時(shí)增加了通孔，由于通孔的電阻很大，會(huì)直接影響到芯片的時(shí)序和串?dāng)_問(wèn)題，所以在使用此方法時(shí)要嚴(yán)格控制布線層次變化和通孔的數(shù)量。
在版圖設(shè)計(jì)中，向上跳線法用的較多，此法的原理是：考慮當(dāng)前金屬層對(duì)柵極的天線效應(yīng)時(shí)，上一層金屬還不存在，通過(guò)跳線，減小存在天線效應(yīng)的導(dǎo)體面積來(lái)消除天線效應(yīng)?，F(xiàn)代的多層金屬布線工藝，在低層金屬里出現(xiàn)pae效應(yīng)，一般都可采用向上跳線的方法消除。
2） 添加嵌入式保護(hù)二極管，即給“天線”加上反偏二極管。通過(guò)給直接連接到柵的存在天線效應(yīng)的金屬層接上反偏二極管，形成一個(gè)電荷泄放回路，累積電荷就對(duì)柵氧構(gòu)不成威脅，從而消除了天線效應(yīng)。當(dāng)金屬層位置有足夠空間時(shí)，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(shí)，就需要通過(guò)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） 布局和布線后，給所有器件的輸入端口都加上保護(hù)二極管。此法能保證完全消除天線效應(yīng)，但是會(huì)在沒(méi)有天線效應(yīng)的金屬布線上浪費(fèi)很多不必要的資源，且使芯片的面積增大數(shù)倍，這是vlsi 設(shè)計(jì)不允許出現(xiàn)的。所以這種方法是不合理，也是不可取的。
4）虛擬晶體管，添加額外柵會(huì)減少電容比，pfet比nfet更敏感，反向天線效應(yīng)的問(wèn)題。
5） 對(duì)于上述方法都不能消除的長(zhǎng)走線上的pae,可通過(guò)插入緩沖器，切斷長(zhǎng)線來(lái)消除天線效應(yīng)。
然而，在實(shí)際設(shè)計(jì)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(jié)合使用來(lái)消除天線效應(yīng)。