先进工艺中几种二级效应解释（1）

阱邻近效应

1、阱邻近效应（Well Proximity Effect，WPE）

是指在先进工艺技术下，靠近阱边缘的器件的电特性会受到器件沟道区域到阱边界距离的影响。

2、形成原因

在进行阱离子注入工艺时，离子在光刻胶边界和侧面上发生散射和反射，这些离子会进入到硅的表面，从而影响阱边界附近区域的掺杂浓度。阱边界附近的掺杂浓度是不均匀的，它会随着距离阱边界的远近而变化，距离阱边界越近的区域，浓度越大。也正因为这种不均匀造成mos管阀值电压Vt和饱和电流Id的不同。下图是WPE效应示意图：

3、对mos管造成的影响 首先定义mos管的几个尺寸表示，如下图：

Tips：这些尺寸表示会陆陆续续在后续文章中出现，请记住这些字母代表的尺寸。

对于相同W、L、SA、SB的mos来说，当SC变化时，阀值电压Vt和SC距离有如下关系：

可以看出SC距离越远时，Vt值的变化越小，到了一定值时（不同工艺有不同距离要求），Vt值基本保持不变。

4、版图中减小WPE影响的几种方法

4.1 优化减少阱个数，如：同一电位的器件放在一个阱里面；

4.2 对于一些关键匹配的器件（如差分对、电流镜等），远离阱放置，特别注意在远离的同时，需要注意匹配器件SC值的控制，如下图；如让Vt变化更小，建议SC1、SC2、SC3、SC4大于2um（TSMC 40nm工艺要求）。不同工艺要求不同，具体请参考对应工艺规格书。

4.3 在有限的空间内，添加Dummy器件,这样可以使器件远离阱边缘，即增大SC距离值；

Tips：不仅仅阱（NW/PW）影响WPE效应,而且OD2（高压部分，tsmc中名称叫：OD2）也会影响WPE效应。解释如下：

PSE效应

1、PSE（Poly Space Effect）

器件Poly与附近Poly间距的不同，对器件性能产生影响的一种效应。示意图如下；

对target gate poly影响的大小：1st poly影响大于2nd poly。一般情况下2nd poly之外的poly对器件本身影响就会很小，通常忽略不计。

2、PSE效应对mos影响

由下图可以明显看出poly间距的不同对应mos管漏电流的影响。（TSMC 40nm工艺，其他工艺请参考规格书）

3、版图中减小PSE效应的几种方法

3.1 根据相关规格书的描述，控制s1和s2距离满足规格书要求； 3.2 增加dummy PO，一般利用工艺自带撒dummy的rule来添加；满足PO密度要求的同时，也可以减小PSE效应的影响。

-未完待续-

参考资料

【1】集成电路制造工艺与工程应用_温德通

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