输出对CMOS反相器SEL特性的影响评估

文中通过计算机模拟的方法分析了器件在不同输出电平时,CMOS反相器单粒子闩锁（SEL）特性的变化。通过对器件输出电平不同时,不同衬底的CMOS反相器进行仿真研究,我们得出,P衬底器件输出为高电平时比输出为低电平时得到的闩锁电流大,而N衬底器件在输出不同时,得到的闩锁电流大小相近。对于同种衬底的器件在输出不同时对SEL的敏感性几乎相同。在深亚微米的器件中,输出对器件SEL特性的影响均较大,需要在研究器件SEL特性时把其考虑在内。     

质子SEL影响因素分析

主要对质子单粒子闩锁(SEL)的影响因素进行了分析,首先介绍了质子SEL原理,然后对电路质子SEL有重要影响的四个影响因素-封装、新材料的应用、质子能量和质子入射方向进行了详细分析。分析结果表明,要研究最坏情况下地球辐射带中质子SEL,需要在较高环境温度情况下(一般取125℃),使用能量大于400MeV的质子在斜入射和垂直入射时对SEL进行同时研究。     

基于0.18μm CMOS加固工艺的抗辐射设计

为降低抗辐射设计对元器件基本性能的影响,基于0.18μm CMOS加固工艺,通过场区注入工艺实现总剂量(Total Ionizing Dose,TID)加固,优化版图设计规则实现单粒子闩锁(Single Event Latch-up,SEL)加固,灵活设计不同翻转指标要求实现单粒子翻转(Single Event Upset,SEU)加固。利用以上加固方法设计的电路,证明了加固工艺平台下的抗辐射电路在抗辐射性能及面积上具有明显优势。     

三阱CMOS工艺单粒子闩锁研究

随着数模混合电路在无线应用领域的发展,三阱工艺噪声隔离优点引起设计师的广泛兴趣。RF技术必须把在P-衬底上的模拟、数字和RF电路进行隔离。本文主要讨论三阱（Triple-Well）工艺的电路单粒子闩锁问题。     

存储单元抗TID/SEL电路加固技术面积代价研究

在太空辐射环境中,总剂量辐射(Total Ionizing Dose,TID)效应和单粒子闩锁(Single Event Latch,SEL)效应严重影响存储器的可靠性.由此讨论了存储单元TID效应和SEL效应的原理,探讨了基于电路的加固技术(RHBD),设计了4种新的抗TID/SEL存储单元加固方案,并和现有几种方案进行对比,研究了这些加固方案的面积代价.研究结果表明,抗TID/SEL RHBD方案普遍会使存储单元的版图面积增加87.5%以上.提出了一种加固方案,可以在加固性能和面积代价上得到较好的折衷.     

CMOS集成电路抗闩锁策略研究

以反相器电路为例，介绍了CMOS集成电路的工艺结构；采用双端pnpn结结构模型，较为详细地分析了CMOS电路闩锁效应的形成机理；介绍了在电路版图级、工艺级和电路应用时如何采用各种有效的技术手段来避免、降低或消除闩锁的形成，这是CMOS集成电路得到广泛应用的根本保障。     

深亚微米CMOS反相器的单粒子瞬态效应研究

针对小尺寸CMOS反相器的单粒子瞬态效应,分别采用单粒子效应仿真和脉冲激光模拟试验两种方式进行研究。选取一种CMOS双反相器作为研究对象,确定器件的关键尺寸,并进行二维建模,完成器件的单粒子瞬态效应仿真,得到单粒子瞬态效应的阈值范围。同时,开展脉冲激光模拟单粒子瞬态效应试验,定位该器件单粒子瞬态效应的敏感区域,捕捉不同辐照能量下器件产生的单粒子瞬态脉冲,确定单粒子瞬态效应的阈值范围,并与仿真结果进行对比分析。     

碳化硅CMOS反相器的特性

建立了6H-SiC CMOS反相器的电路结构和物理模型,并利用MEDICI软件对其特性进行了模拟.研究了SiC CMOS反相器的温度特性,结果表明,室温下沟道长度为1.5μm的6H-SiC CMOS反相器的阈值电压、高电平噪声容限和低电平噪声容限分别为1.657,3.156和1.470V,且随着温度的升高而减小.     

碳化硅CMOS反相器的特性

建立了6 H- Si C CMOS反相器的电路结构和物理模型,并利用MEDICI软件对其特性进行了模拟.研究了Si C CMOS反相器的温度特性,结果表明,室温下沟道长度为1.5 μm的6 H- Si C CMOS反相器的阈值电压、高电平噪声容限和低电平噪声容限分别为1.6 5 7,3.15 6和1.4 70 V,且随着温度的升高而减小.     

CMOS有源像素图像传感器的辐照损伤效应

互补金属氧化物半导体(CMOS)有源像素(APS)图像传感器作为光电成像系统的核心器件,被广泛应用在空间辐射或核辐射环境中,辐照损伤是导致其性能退化,甚至功能失效的主要原因之一。阐述了不同辐射粒子或射线辐照损伤诱发CMOS APS图像传感器产生位移效应、总剂量效应和单粒子效应的损伤物理机制。综述和分析了辐照损伤诱发CMOS APS图像传感器暗信号增大、量子效率减小、饱和输出电压减小、噪声增大以及暗信号尖峰和随机电码信号(RTS)产生的实验规律和损伤机理。归纳并提出了CMOS APS图像传感器辐照损伤效应研究亟待解决的问题。     

一种基于CMOS工艺的抗辐照A/D转换器

空间辐射对电子系统的损伤是航天设备发生故障的重要因素。A/D转换器是航天电子系统的关键器件之一,其抗辐射性能将直接影响航天设备的整体性能。基于标准0.35 μm CMOS工艺,设计了一种流水线型14位A/D转换器,从总体架构、关键核心单元、版图等方面进行抗辐照设计。辐照测试结果表明,该A/D转换器的抗总剂量能力达到1.0 kGy(Si),抗单粒子闭锁阈值达到37 MeV·cm²/mg,满足宇航电子系统的应用要求。     

小尺寸NMOS和PMOS SEU敏感性对比分析

使用软件模拟的方法对NMOS和PMOS的单粒子翻转(SEU)特性进行份真,通过在阱内外碰撞的两种情况下对小尺寸NMOS和PMOS的SEU敏感性进行对比可知,对于深亚微米阶段相同工艺的器件,在阱外碰撞时,NMOS一定比PMOS对SEU敏感;但对于阱内碰撞,NMOS和PMOS对SEU的敏感性要视具体情况而定.     

CMOS图像传感器抗电离辐射加固技术研究

太空环境中的电离辐射会导致CMOS图像传感器性能退化,甚至造成永久性损毁。文章对CMOS图像传感器抗电离辐射加固技术进行了研究,从版图设计、电路设计等方面提出相应的抗辐射策略,并进行了总剂量和单粒子试验。试验结果表明,采用抗辐射加固技术设计制作的CMOS图像传感器具备抗总剂量和单粒子辐射能力,当总剂量达到100krad(Si)、单粒子辐射总注量达到1×10⁷p/cm²时,器件的关键指标变化符合预期要求。     

对辐射感应闭锁窗口现象的解释

中、大规模CMOS器件受到瞬态辐射时，出现了闭锁单窗口、多窗口现象。为了获得闭锁窗口的出现原因，借助对窗口现象的有关参考文献的研究，利用计算机电路模拟软件，分析了CMOS器件多个闭锁路径之间的相互作用。在此基础上，提出了解释窗口现象的“三径”闭锁模型。应指出的是，该闭锁模型还需要试验上的进一步验证与支持。     

CMOS反相器高功率微波扰乱效应分析

通过对CMOS数字电路器件及RF脉冲扰乱效应的模拟分析,比较了注入不同频率与功率的RF扰乱脉冲时对CMOS反相器输出逻辑电平扰乱甚至翻转的效应过程。     

Radiation effects on scientific CMOS image sensor

A systemic solution for radiation hardened design is presented. Besides, a series of experiments have been carried out on the samples, and then the photoelectric response characteristic and spectral characteristic before and after the experiments have been comprehensively analyzed. The performance of the CMOS image sensor with the radiation hardened design technique realized total-dose resilience up to 300 krad(Si) and resilience to single-event latch up for LET up to110 MeV·cm²/mg.