9.CMOS集成电路抗辐射加固工艺技术研究

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1、哈尔滨理工大学硕士学位论文CMOS集成电路抗辐射加固工艺技术研究姓名：刘庆川申请学位级别：硕士专业：仪器仪表工程指导教师：于晓洋;苏秀娣20070101哈尔滨理工大学工程硕士学位论文CMOS集成电路抗辐射加固工艺技术研究摘要随着现代科学技术的发展，具有高速信号处理能力和强的抗辐射能力的计算机及控制部件已成为通信卫星、气象卫星、航天飞行器、现代武器等系统的核心部分。因此，发展具有高速度、强抗辐照能力的集成电路技术是电子信息产业和国防装备系统的关键。当前，在集成电路芯片制造中，体硅CMOS半导体工艺技术仍占据主导地位，因此，对CMOS集成电路进行加固研究就显

2、得十分必要．由于抗辐照加固技术属于军用技术范畴。它具有高度的保密性，因此抗辐照加固工艺必须依靠自己的力量，从基础工艺出发进行研究。用在空间中的电路会受到各种射线的影响，要产生电离辐照效应和单粒子效应等。本文第一部分主要讲述了CMOS电路的电离辐射效应主要介绍了界面态的产生，并详细分析了辐射感生陷阱电荷的产生过程。并根据上述原理指导下确定了工艺、设计两方面的抗辐照加固方法，分别介绍了栅氧化层加固，源漏制备技术加固，钝化层加固，场区加固，以及栅氧后高温的影响。第二部分主要讲述了CMOS集成电路的单粒子效应。主要介绍了单粒子效应的模型，包括电荷聚集模型、粒子分

3、流模型和电荷横向迁移模型；并介绍了不同的高能粒子的单粒子损伤机理；着重描述了CMOS集成电路的单粒子效应．并且根据上述的损伤机理，从设计和工艺方面提出了抗单粒子效应的方法。最后根据上面得出的可行的方法研制了抗辐射加固电路CPU，并取得了较好的抗电离辐射和抗单粒子效应的效果。关键词CMOS集成电路：电离辐射效应；单粒子效应堕垒堡矍三查兰二堡璺圭兰堡鲨圣ResearchofCMOSIntegratedCircuitRadiationHardenedProcessAbstractWiththedevelopmentofmodemsciencetechnolog

4、y,thecomputersandcontrolpartswiththeabilityofhandlehigh—speedsignalandstrongradiationresistanthavebecometheCOreofcommunicationsatellite，weathersatellite，aircraftandmodemweaponctc．Sothat,thekeyofelectronicsinformationindustryandnationaldefenseistodevelophigh·speedstrongradiationre

5、sistantintegratedcircuittechnology．Atpresent,inthemanufacturingofICslice，body-siliconCMOSprocesstechnologystilloccupypredominateposition．soitisnecessarytohardenresearchCMOSIC．BecausetheRadiationResistantandHardenedTechnology(RRHT)belongtothemilitarytechnology,itisasecret．Sowemust

6、studyRRHTbyourselvesbasedonbasictechniques．Thecircuitsusedforspacetechnology，willbeaffectedbyvariousrays，c柚generateionizingradiationeffectandsingle-eventeffect．ItismainlytellsionizingradiationeffectandradiationresistanttechnologyonCMOScircuitinthefirstpart，includeboundarysurfaces

7、tateandinducedtrapchargeofradiation；separatelyintroducegateoxidationlayerhardness，source／drainhardness，passivationlayerhardness，fieldareashardnessandtheinfluenceofhi讪temperatureaftergateoxidation．Thesecondpartmainlytellssingleeventeffect．Thesingleeventeffectmodelisfirsttellsinclu

8、dechargecollectmodel，particlediffluencem