體硅CMOS集成電路抗輻射加固設計技術

米　丹，左玲玲

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體硅CMOS集成電路抗輻射加固設計技術

米丹，左玲玲

（中國電子科技集團公司第58研究所，江蘇 無錫 214035）

首先介紹了空間輻射環境，并對各種輻射效應及其損傷機理進行分析。然后對體硅CMOS集成電路的電路結構、抗輻射加固技術和版圖設計抗輻射加固技術進行探索。測試結果表明，采用版圖加固抗輻射技術可以使體硅CMOS集成電路的抗輻射性能得到明顯提升。

體硅CMOS集成電路；總劑量效應；單粒子效應；電路結構加固；版圖設計加固

1　引言

隨著航天事業的快速發展，對于集成電路的需求也日益增加。在空間環境中，包含了地磁場所俘獲的輕粒子（電子和質子）和一些重的正離子；以及來源于銀河系或銀河系外天體的宇宙射線，其中包含了一些重的高能粒子；還有太陽耀斑的突然爆發，會產生大量的紫外線和X射線。這些重的高能粒子構成了宇宙空間的輻射環境。這些高能粒子會對應用于空間環境中的集成電路產生各種輻射效應，使集成電路的性能發生退化，導致邏輯功能錯誤甚至完全永久性損毀。對于應用于空間環境中的集成電路，必須采取抗輻射加固措施才能保證其可靠性，因此對其抗輻射加固設計技術的研究至關重要［1］。

目前，集成電路的主流工藝是體硅CMOS集成電路制造工藝，它具有靜態功耗低、電源電壓范圍寬、輸出電壓幅度無閾值損失等特點，所以本文主要對體硅CMOS集成電路的抗輻射加固技術進行研究。

2　輻射效應及損傷機理分析

在空間輻射環境中，會產生很多不同的輻射效應。……