self-heating是什么？

當做到FinFET工藝時才了解到這個名詞，在平面工藝時都沒有接觸SHE（self-heating effect）這個概念。為什么到FinFET下開始需要注意SHE的影響了呢？下面參考一些材料總結一下分享，如有不準確的地方請幫指正。

SHE：自發熱效應(self-heating effect)，因為MOS底部和周邊都是用Oxide隔離，而oxide的導熱性不好，所以載流子碰撞產生的熱量被聚集在well里，會減小載流子壽命。在Id-Vd特性曲線里飽和區曲線會略微下降，而不是微微上升。

FinFET器件幾何結構的引入大大改變了從溝道功耗到環境的熱阻路徑。鰭柵結構讓熱量更難消散。工藝越小，溫升就越明顯。網上找個圖如下

版圖上的影響是什么呢？下面是一些經驗的分享

SHE的影響加劇了信號和電源金屬電遷移可靠性故障。因為FinFET的熱輪廓會影響金屬互連鄰域的溫度，溫度的升高直接會影響到金屬的EM能力，從而加速了EM故障率概率。

舉個例子：一個高頻時鐘如果使用STD 為16X的BUF，EM的仿真上可能會看到16X BUF周圍EM 會非常嚴重，同時還能看到這部分的SHE影響也是很嚴重。因為高頻時鐘抽拉電流比較厲害了，加上使用單個較大BUF時局部溫升進一步提高，加劇了EM的問題。

所以這個時候比較有效的方式就是把16X的BUF 拆分開分成多個4X的，版圖上分布也要分散開。實際效果上效果是比較明顯的。

High Power Device上，推薦源端連接到guardring要盡可能的短，源漏上使用疊層金屬，減小水平方向的電流，讓水平方向的電流盡可能放在2x厚金屬上。

在后仿網表上SHE multi-finger的影響可以會體現在"odind" "gpocrdx" "gpocrdy" 這幾個器件參數上

odind: index for each OD

gpocrdx, gpocrdy: x, y coordinate of each device center

這里還要提下SOI工藝，SOI工藝也要注意self-heating的問題，原因也是跟SOI工藝的結構有關系，SOI器件中，有源薄體在氧化硅上，這是絕熱材料。在工作期間，有源區域消耗的功率不能輕易消散。結果，薄體的溫度升高，這降低了器件的遷移率和電流；知乎上找個圖看下：

審核編輯：黃飛