集成電路由于其尺寸小,功耗低,成本低,可靠性高等諸多優(yōu)勢,在眾多領域都有著廣泛的應用。當集成電路被應用于輻照環(huán)境時,不可避免地會遭受各種輻照效應的影響,如果不做抗輻照設計,可能會造成電路故障或失效。其中,總劑量效應作為影響集成電路性能的重要機理之一,研究具有抗總劑量輻照功能的電路對于空間事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。本文分階段詳細介紹了總劑量輻照在MOS器件中影響作用的機理,明確了MOS結構中的氧化層是總劑量輻照的敏感部位。總劑量輻照會造成MOS器件發(fā)生閾值電壓漂移、關態(tài)漏電流增大、遷移率下降等的性能退化,本質(zhì)上是由于氧化層中的陷阱電荷和Si/SiO_2界面的界面態(tài)的積累。對柵驅(qū)動電路中的輸入接口電路、死區(qū)時間產(chǎn)生電路、高側(cè)電平位移電路等關鍵模塊的原理進行了分析,然后搭建起整個電路進行了功能仿真,確認各項指標的實現(xiàn)�；谝环N改進的滯回比較器,提出了一種新型輸入接口模塊,可以實現(xiàn)3.3~15V的邏輯電平識別,在節(jié)省成本的同時也具有良好的噪聲抑制能力。擬采用柵氧摻氟的方法進行工藝級加固;采用環(huán)柵結構對低壓器件進行加固,并使用器件仿真的手段,采用Sentaurus TCAD軟件平臺進行器件建模,經(jīng)過工藝對準確定了器件的工藝參數(shù)。使用Insulator Fixed Charge模型仿真總劑量效應對MOS器件的影響,得出了與理論分析部分同樣的結論。建模并仿真了環(huán)柵電路在本工藝平臺的可用性,并針對高壓LDMOS與普通低壓MOS的不同,提出了一種新型的高壓LDMOS抗輻照結構,在實現(xiàn)不錯的抗輻照性能的同時不會造成設計面積的增加;對電路輻照后的行為進行了仿真模擬,發(fā)現(xiàn)死區(qū)時間產(chǎn)生電路是輻照敏感模塊,分析其敏感原因并提出了一種總劑量加固的RC延時模塊,仿真驗證了該模塊的輻照加固作用。本文以抗總劑量柵驅(qū)動電路的設計作為研究課題�；�1μm 600V BCD工藝平臺,設計了一款抗總劑量輻照半橋柵驅(qū)動電路芯片,芯片可以兼容電壓為3.3~15V的輸入邏輯信號,內(nèi)置死區(qū)時間產(chǎn)生電路,可以防止半橋支路直通的發(fā)生,采用工藝級、版圖級和電路級的總劑量加固手段對芯片進行加固,預期可以實現(xiàn)超過100krad(Si)的抗總劑量能力。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN386;TN40
【部分圖文】：

硅禁帶中的界面陷阱分布密度

反彈效應示意圖

HVNMOS管不同總劑量點條件下的轉(zhuǎn)移特性曲線

【參考文獻】

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本文編號：2820752