【数字后端】- 什么是天线效应(Antenna Effect)？如何修复？

什么是Antenna Effect？

我们来看wiki对其的解释

Antenna effect, more formally plasma induced gate oxide damage, is a phenomenon of charge collection on metal lines which results in high voltage at the gate of the transitor during plasma etching and cause gate oxide breakdown

翻译过来就是：天线效应，是一种金属线上的电荷收集现象，它会在等离子体的蚀刻过程中导致栅极的高电压，从而导致栅极氧化物击穿。 通常也被叫做等离子体诱导栅氧化层损伤效应

具体来说，我们都知道芯片在制造过程中是从底层的金属M1，一层一层通过"plasma"刻蚀出来的。如下图所示，如果在刻蚀M1的过程中，M1金属过长从而导致收集了很多的电荷，那么此时就会击穿我们的Gate端Poly。
想象一下，这条长长的金属就像一根接收信号的天线一样，收集了太多的信号(电荷)，从而导致了制造过程中芯片的Poly损坏，因此被称为天线效应。

通常foundry会提供一个天线比率的约束，来衡量一颗芯片发生天线效应的几率。
$$AntennaRatio=\frac{ExposedMetalArea}{GateArea}$$
如果天线比率大于几百（比如350），那么foundry就认为在制造过程中很可能会损坏，从而报出Antenna Violation。

如何修复？

从Antenna Ratio中，我们可以看出，修复的办法就是降低分子，或者增大分母。因此方法也很明显：

1. 在长线插buffer：截断了长线
2. 向上跳层：将M1截断，然后剩余部分换为通过M2连接）。
3. Upsize Driver：也就是更改cell的驱动大小。这样增大了cell的gate面积
4. 插天线二极管：foundry为解决此效应设计了专门的cell

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