OSE效应（OD Space Effect）是因为STI(Shallow Trench Isolation，浅沟道隔离)技术过程的应力作用导致器件电气参数发生变化的一种物理现象。与LOD效应相似，这两种效应共同统称为STI Stress Effect。在65nm制程技术之前，OSE效应的影响相对较小，几乎可以忽略不计。然而，当工艺节点将至45nm以下，OSE效应对器件性能的影响变得显著，必须在设计过程中予以考虑。本文我们将从LVS的角度，进一步探讨“效应F4”中的第二个重要成员 —— OD距离效应OSE。

 

1. OSE效应产生原理

 

OSE和LOD效应虽然都源自于STI过程，但它们的具体影响和形成机制又有所不同。具体来说，LOD效应主要受到STI到Gate距离的影响，而OSE则主要由STI自身宽度的不同所引起的应力变化影响器件性能。

 

2. 不同方向的OSE效应

 

OSE效应不仅存在于Channel Width(沟道宽度)方向，也存在于Channel Length(沟道长度)方向。如图2所示，每个OD(有源区)可能会受到来自Channel Width方向(上下)和Channel Length方向(左右)的相邻OD的影响。因此，在抽取计算OSE效应的参数时，需要综合考虑这四个方向上的参数值，以确保准确评估OSE效应对器件性能的影响。

 

 

 

3.  OSE效应参数计算及抽取

 

OSE效应的计算公式根据方向不同，可分为Channel Length(沟道长度)方向和Channel Width(沟道宽度)方向两种类型，每种类型的公式分别用于评估不同方向上应力对器件性能的影响。

 

1. 求值公式及原理- Channel Length方向

 

Channel Length方向的SXACT参数的计算公式如图3.1所示。

 

 

以最右边的晶体管为参照：

 

(1) 其左侧有两个不同宽度的STI也就是其左侧两个晶体管OD到其本身OD的间距，分别为sx1与sx2，即公式中的sxi；

 

(2) 其左侧两个晶体管的gate (OD AND POLY)相对于其本身gate正对投影的width为pw1与pw2，即公式中的pwi；

 

(3) Wd：channel width。

 

然后根据公式求和并通过简单的换算便可得到参数SXACT的值，实际计算过程中，也会将右边OD的情况纳入到参数的计算中。

 

2. 求值公式及原理- Channel Width方向

 

Channel Width方向的SYACT参数的计算公式如图3.2所示。

 

 

以最下方的晶体管为参照：

 

(1) 其上方有两个不同宽度的STI，也就是其上方两个晶体管OD到其本身OD的间距，分别为sy1与sy2,即公式中的syi；

 

(2) 其上方两个晶体管的gate(OD AND POLY)相对于其本身gate正对投影的length为pl1与pl2，即公式中的pli；

 

(3) Ld：channel length。

 

然后根据公式求和并通过简单的换算便可得到参数SYACT的值，实际计算过程中，也会将下方OD的情况纳入到参数的计算中。

 

3. LVS抽取OSE参数方法

 

在LVS抽取OSE参数之前需要先自定义算法函数模块，如图3.3所示，通过TCL语法定义cal_sxact_value函数，将图3.1或图3.2中的SXACT计算公式嵌入这个函数模块，以便于LVS抽取计算器件OSE参数时使用。

 

 

LVS计算抽取OSE参数具体过程如图3.4，以抽取SXACT参数为例，将W、L、X_1、X_2、Y_1、Y_2等变量通过TVF_NUM_FUN命令代入到cal_sxact_value函数模块中(图3.3)，得到最终的SXACT参数值。

 

抽取过程中用到三个关键的命令DFM_VEC_VAL、TVF_NUM_FUN以及dfm_vec_measurements (cal_sxact_value自定义函数中使用)：

 

DFM_VEC_VAL：返回PRO这一层中储存的VER_1、VER_2、PAR_1、PAR_2等属性的矢量数据并分别赋值给X_1、X_2、Y_1和Y_2；

dfm_vec_measurements：获取矢量值，就是获取X_1、X_2、Y_1、Y_2的数值；

TVF_NUM_FUN：获取自定义算法模块中求得的OSE参数值，就是获取cal_sxact_val最终的返回值$sum。

针对OSE效应，实际上并没有统一的标准参数来描述。每个晶圆厂(FAB)都有自己的算法来计算和抽取这些参数，但总体思路大致相同：都是通过计算器件OD（有源区）之间四个边缘的平均距离，结合特定的制程参数和各自的算法，来模拟和评估OSE效应对器件性能的影响。

来源：且听芯说

关键词： 芯片