先进工艺中几种二级效应解释（2）

LOD效应（STI应力效应）

1、LOD效应 (Length of Diffusion effet)

当两个mos有相同的W和L时，由于有源区长度的不同造成一些电气参数的不同，所产生的效应称为LOD效应。

2、LOD效应产生的根本原因

在IC制造过程中，为了实现各个有源区的隔离，保证器件之间的正常工作，在较为先进的工艺中采用STI隔离（Shallow Trench Isolation），在STI制造的过程中，其沟槽中填充的是隔离介质氧化物，由于硅衬底和隔离介质氧化物的热力膨胀系数不同，导致 STI会产生压应力挤压邻近MOS 晶体管的有源区和沟道，引起器件的电参数发生变化，这种效应即为LOD效应，也称为 STI 应力效应，LOD 效应主要影响器件的饱和电流 (I)和阀值（Vt）。

3、LOD效应应力大小

不同长度的有源区，对应受到STI的应力大小不同，从下图可以很明显看出，越往器件中心受到的应力就越小。

S代表：STI边缘到有源区中心的距离。

4、LOD效应对mos管的影响

4.1 下图展示了版图中mos管的LOD效应示意图，可以看出由于sa和sb值的不同，导致STI产生的应力对mos管B造成的电气性能不同；同理对mos管A也造成影响。

4.2 下图展示了LOD效应对PMOS和NMOS管的漏电流的影响，从下图可以看出应力对应PMOS和NMOS管的影响正好相反，

NMOS管：漏电流随SA(SB)的增大而增大；也可理解为，NMOS管的速度会随着应力的增大而减小；

PMOS管：漏电流随SA(SB)的增大而减小；也可理解为，PMOS管的速度会随着应力的增大而增大；

5、减小LOD效应的方法

5.1 增加dummy器件，使相关mos管受到的应力最小；

5.2 避免不规则的OD形状;

OSE效应

1、OSE(OD Space Effect) （TSMC工艺中有源区图层叫OD）

与LOD效应类似，OSE效应也是由于STI应力导致器件电气参数的改变。两者不同的点在于，LOD效应指单个器件本身有源区长度不同导致的影响；而OSE效应指不同器件有源区之间由于STI存在导致器件电气参数的改变。

OSE效应形成的原因这里就不重复描述了，请参考LOD效应形成原因。

2、OSE效应对mos管的影响

由下图可以看出OSE效应对应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OSE效应的几种方法

3.1 参考对应工艺规格中的描述，控制OD-SL和OD-SW的值，如上图所示；

3.2 增加dummy OD，一般利用工艺自带撒dummy的rule来添加，满足OD密度要求的同时，也可以减小OSE效应的影响。

3.3 避免不规则的OD形状，不管是在OD-SL或OD-SW方向上；

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参考资料 【1】The Art of Analog Layout ，Second Edition——Alan Hastings

【2】集成电路制造工艺与工程应用_温德通

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