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天线效应及其抑制方案探讨
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天线效应
天线效应或电浆导致闸氧损害是指在MOS晶片制程中，可能发生潜在影响产品良率与可靠性的效应。目前，微影制程采用‘电浆蚀刻’法（或‘干式蚀刻’）制造晶片。电浆是一种用于蚀刻的离子化/活性气体。它可进行超级模式控制（更锋利边缘/更少咬边），并实现多种在传统蚀刻中无法实现的化学反应。但凡事都有两面性，它还带来一些副作用，其中之一就是充电损害。
图1：电浆蚀刻过程中的天线效应。
电浆充电损害是指在电浆处理过程中，在MOSFET闸级氧化层上发生非预期的高场应力。在电浆蚀刻过程中，大量电荷聚集在多晶矽和金属表面。透过电容器耦合，在闸级氧化层中会形成较大电场，导致产生可能损害氧化层并改变设备阀值电压（VT）的应力。如下图所示，被聚集的静电荷被传输到闸极中，透过闸级氧化层，被电流穿隧中和。
显而易见地，暴露在电浆面前的导体面积非常重要，它决定静电荷聚集率和穿隧电流的大小。这就是所谓的‘天线效应’。闸极的导体与氧化层的面积比就是天线比率。一般来说，天线比率可看做是一种电流放大器，可放大闸级氧化层穿隧电流的密度。对于特定的天线比率来说，电浆密度越高，穿隧电流越大，也意味着更高的损害。
电浆制造包括3种程序。在导体层模式蚀刻过程中，累积电荷量与周长成正比。而在灰化过程，累积电荷量与面积呈正比。此外，接触蚀刻过程，累积电荷量与通过区域的面积成正比。
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