新型抗总剂量效应版图的加固器件

本文设计了一种新型的抗辐射Z棚MDS器件版图结构。该结构同传统抗辐射结构环棚MDS器件相比,具有较小的版图面,较小的栅电阻,并且对于器件沟道宽长比设计不受限。通过与非抗辐射结构条棚MDS器件和抗辐射结构环棚MDS器件的I_d-V_g曲线进行对比,验证了Z棚MDS器件的抗辐射性能,可达到辐射剂量为500krad(Si)的加固水平,满足大多数对器件加固水平的要求。此外,对比了器件在辐射前后的阈值电压,进一步验证了Z棚MDS器件能够有效减小由于总剂量(TID)效应引起的器件特性变化。所有仿真结构通过Sentaurus TCAD对器件进行三维仿真得到。     

体硅CMOS集成电路抗辐射加固设计技术

首先介绍了空间辐射环境,并对各种辐射效应及其损伤机理进行分析。然后对体硅CMOS集成电路的电路结构、抗辐射加固技术和版图设计抗辐射加固技术进行探索。测试结果表明,采用版图加固抗辐射技术可以使体硅CMOS集成电路的抗辐射性能得到明显提升。     

STI场区加固NMOS器件总剂量效应

基于0.18 μm CMOS工艺开发了浅槽隔离(STI)场区抗总剂量辐射加固技术,采用离子注入技术使STI/衬底界面处的P型硅反型阈值提高,从而增强NMOS器件的抗辐射能力。实验表明,加固NMOS器件在500 krad(Si)剂量点时,阈值电压无明显漂移,漏电流保持在10-12量级,其抗辐射性能明显优于非加固NMOS器件。通过STI场区加固工艺的研究,可有效提高电路的抗总剂量辐射能力,同时避免设计加固造成芯片面积增大的问题。     

0.8μm SOI CMOS抗辐射加固工艺辐射效应研究

采用抗辐射0.8μm SOI CMOS加固技术,研制了抗辐射SOI CMOS器件和电路。利用Co60γ射线源对器件和电路的总剂量辐射效应进行了研究。对比抗辐射加固工艺前后器件的Id-Vg曲线以及前栅、背栅阈值随辐射总剂量的变化关系,得到1 Mrad(Si)总剂量辐射下器件前栅阈值电压漂移小于0.15 V。最后对加固和非加固的电路静态电流、动态电流、功能随辐射总剂量的变化情况进行了研究,结果表明抗辐射加固工艺制造的电路抗总剂量辐射性能达到500 krad(Si)。     

体硅集成电路版图抗辐射加固设计技术研究

辐射效应是电路在太空等领域应用时遇到的首要问题,常常会引起电路出错或失效。为了满足抗辐射电路设计的需求,必须提高电路抗辐射效应的能力。文章分析了辐射效应对器件产生的影响。针对电路在辐射环境中应用时存在的问题,文章从版图抗辐射设计加固的角度出发,介绍了抗总剂量的环形栅、倒比例器件,以及抗单粒子昆倾效应抗辐射版图的设计方法。在电路设计时,通过上述几种版图设计方法的应用,可以提高电路的抗辐射性能,进而提高电路的可靠性。     

CMOS集成电路的抗辐射设计

随着商业微电子器件抗辐射能力的提高,使得对专用集成电路(ASIC)从设计上进行抗辐射加固成为可能.本文介绍了CMOS器件的抗电离辐射的主要加固设计方法,认为在商业工艺上可以获得低成本的中等复杂程度和耐辐射能力的专用集成电路(ASIC).     

一种抗辐射加固检错纠错电路的设计

分析了电子元器件在空间辐射影响下的一些性能变化,设计了一种应用于星载计算机数据管理系统的抗辐射加固检错纠错电路.重点介绍了逻辑设计、版图设计和抗辐射加固设计.电路采用商用标准CMOS工艺加工,使用版图级、单元级和电路级等多层次的0.5 μm综合体硅加固技术,提高了抗辐射能力.试验结果表明,电路的抗辐射总剂量最高可达3.6 kGy(Si).     

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。     

回字形抗辐射环栅LDMOS建模与验证

介绍了一种回字形抗辐射环栅LDMOS器件。分析了该器件在版图绘制中的结构优势,并结合Sentaurus仿真结果,通过区域划分和类MOS结构拟合阈值电压,给出了该器件的等效宽长比模型和饱和电流模型。在标准商用0.18 μm BCD工艺下流片,测试结果表明,理论模型在一定栅压范围内误差可低于10%。在总剂量测试中,关态泄漏电流随剂量增加变化较小,有一定的抗辐射加固能力。     

微电子器件抗辐射加固技术发展研究

对微电子器件抗辐射加固的发展态势进行了分析研究。目前,对微电子器件进行抗辐射加固的主要技术是抗辐射加固设计和抗辐射加固工艺;微电子技术的进步促进了抗辐射加固的新设计技术、新工艺技术、封装技术和试验手段不断发展,刺激了完整有效的设计、验证体系和制造能力的形成;领先国家的技术发展重点在于加强设计、工艺、制造领域的抗辐射加固能力,提升微电子器件的抗辐射加固指标、容错能力和高可靠性品质。研究结果对建立完整的抗辐射加固体系,加速抗辐射加固技术发展具有一定的参考价值。     

CMOS图像传感器总剂量辐照效应及加固技术研究进展

CMOS图像传感器(CIS)在空间辐射或核辐射环境中应用时,均会受到总剂量辐照损伤的影响,严重时甚至导致器件功能失效.文章从微米、超深亚微米到纳米尺度的不同CIS生产工艺、从3T PD(Photodiode)到4T PPD(Pinned Photodiode)的不同CIS像元结构、从局部氧化物隔离技术(LOCOS)到浅槽隔离(STI)的不同CIS隔离氧化层等方面,综述了CIS总剂量辐照效应研究进展.从CIS器件工艺结构、工作模式和读出电路加固设计等方面简要介绍了CIS抗辐射加固技术研究进展.分析总结了目前CIS总剂量辐照效应及加固技术研究中亟待解决的关键技术问题,为今后深入开展相关研究提供理论指导.     

SOI MOSFET 抗辐射加固的常用方法与新结构

SOI CMOS技术存在许多优势,但由于存在厚的埋氧层,其总剂量效应反而比体Si器件更差,因此需进行总剂量抗辐射加固设计.对几种SOI MOSFET的栅氧、埋氧和场氧总剂量抗辐射加固的方法进行了对比较分析,指出了各自的优劣势,给出了研究方向.并对FLEXFET和G4-FET三维SOI器件抗辐射加固新结构进行了阐述,分析了其优越性.     

基于三模冗余架构的集成电路加固设计

随着科技的发展,人类对太空领域的研究会越来越多,对于航天器件的要求也会越来越高,其中可靠性是航天器件一个重要的指标.空间辐射环境中的高能粒子引发的单粒子翻转事件严重影响星载电子系统的可靠性.现有的抗辐照设计多集中在工艺库和版图的加固上,但是要完全的抑制单粒子故障的产生是不现实的.克服了现有技术中存在的不足,提供了一种基于三模冗余的电路架构,利用冗路架构去屏蔽已发生故障对整个电路的影响,使得整个电路的抗辐照性能得到极大地提升.     

纳米级CMOS集成电路的发展状况及辐射效应

介绍互补金属氧化物半导体(CMOS)集成电路的发展历程及纳米级CMOS集成电路的关键技术,在此基础上研究了纳米级CMOS集成电路的辐射效应及辐射加固现状。研究结果表明,纳米级FDSOICMOS集成电路无需特殊的加固措施,却比相同技术代的体硅CMOS集成电路有好得多的辐射加固能力,特别适用于空间应用环境。     

SiC电力电子器件研究现状及新进展

由于硅材料本身的限制,传统硅电力电子器件性能已经接近其极限,碳化硅(SiC)器件的高功率、高效率、耐高温、抗辐照等优势逐渐突显,成为电力电子器件一个新的发展方向.综述了SiC材料、SiC电力电子器件、SiC模块及关键工艺的研究现状,重点从材料、器件结构、制备工艺等方面阐述了SiC二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、结晶型场效应晶体管(JFET)、双极结型晶体管(BJT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)及模块的研究进展.概述了SiC材料、SiC电力电子器件及模块的商品化情况,最后对SiC材料及器件的发展趋势进行了展望.     

Metrology Challenges for Emerging Research Devices and Materials

As silicon complimentary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology approaches its limits, new device structures and computational paradigms will be required to replace and augment standard CMOS devices for ULSI circuits. These possible emerging technologies span the realm from transistors made from silicon nanowires to heteroepitaxial layers for spin transistors to devices made from nanoscale molecules. One theme that pervades these seemingly disparate emerging technologies is that the electronic properties of these nanodevices are extremely susceptible to small perturbations in structural and material properties such as dimension, structure, roughness, and defects. The extreme sensitivity of the electronic properties of these devices to their nanoscale physical properties defines a significant need for precise accurate metrology. This paper will describe some of the most critical metrology required to characterize materials and devices in the research and exploratory stage and how these requirements would potentially change if these research devices were to start into a technology development effort     

FPGA三模冗余工具的关键技术与发展

SRAM型现场可编程门阵列(FPGA)在空间辐射环境中容易受到单粒子效应的影响,从而发生软错误,三模冗余技术(TMR)是目前使用最广泛的缓解FPGA软错误的电路加固技术。该文首先介绍了三模冗余技术研究现状,然后总结了三模冗余工具常用的细粒度TMR技术、系统分级技术、配置刷新技术、状态同步技术4项关键技术及其实现原理。随着FPGA的高层次综合技术愈发成熟,基于高层次综合的三模冗余工具逐渐成为新的研究分支,该文分类介绍了当前主流的基于寄存器传输级的三模冗余工具,基于重要软核资源的三模冗余工具,以及新兴的基于高层次综合的三模冗余工具,最后对FPGA三模冗余工具的未来发展趋势进行了总结与展望。     

Single event soft error in advanced integrated circuit

As technology feature sizes decrease, single event upset (SEU), and single event transient (SET) dominate the radiation response of microcircuits. Multiple bit upset (MBU) (or multi cell upset) effects, digital single event transient (DSET) and analogue single event transient (ASET) caused serious problems for advanced integrated circuits (ICs) applied in a radiation environment and have become a pressing issue. To face this challenge, a lot of work has been put into the single event soft error mechanism and mitigation schemes. This paper presents a review of SEU and SET, including: a brief historical overview, which summarizes the historical development of the SEU and SET study since their first observation in the 1970's; effects prominent in advanced technology, which reviews the effects such as MBU, MSET as well as SET broadening and quenching with the influence of temperature, device structure etc.; the present understanding of single event soft error mechanisms, which review the basic mechanism of single event generation including various component of charge collection; and a discussion of various SEU and SET mitigation schemes divided as circuit hardening and layout hardening that could help the designer meet his goals.     

SDN协同控制器的智能内生技术研究与实现

面对业务多样化、数据海量化、云网一体化等新需求新挑战,云网运营的思路和方式都在发生着变革,SDN控制器作为新一代云网运营系统的核心能力,与人工智能技术深度融合,研究意图解析、云网智能感知、保障、优化与自动执行的全流程闭环自治能力关键技术与应用实践,形成SDN控制器的智能内生能力。首先,阐明了SDN控制器智能内生研发的背景与意义;其次,说明了智能内生的能力架构及核心能力分布,逐步形成全流程闭环的云网自治;最后,聚焦5G切片、SRv6新业务新技术的场景用例,进一步解析了在智能感知、自主保障、自动优化等方面的重点技术及应用效果。通过关键能力研发、实施验证及技术标准化, SDN控制器智能内生技术逐步成熟,赋能云网智慧运营。     

抗辐射加固技术发展动态研究

辐射效应已成为影响集成电路(IC)在宇宙空间可靠应用的主要因素。文章对IC抗辐射加固技术的研究进展进行了综述。首先,简介了抗辐射加固技术。然后,综述了抗辐射加固技术国外发展动态,介绍了美国在抗辐射加固技术方面的管理方式、技术路线、进展及典型应用。最后介绍了国内相关技术的进展,指出研究美国抗辐射加固技术的发展动态可促进国内抗辐射加固技术的发展。该综述对国内抗辐射加固技术的实际应用及推广具有一定借鉴意义。