中国空间科学技术

›› 2013, Vol. 33 ›› Issue (3): 72-76.doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2013.03.011

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抗辐射模拟CMOS集成电路研究与设计

 赵源1,2, 徐立新1, 赵琦2, 金星1   

  1. （1北京理工大学，北京100081）（2中国空间技术研究院，北京100094）
  • 收稿日期:2012-07-04 修回日期:2012-09-14 出版日期:2013-06-25 发布日期:2013-06-25
  • 作者简介:赵 源 1981年生，2005年获法国斯特拉斯堡大学微电子专业硕士学位，现为北京理工大学机电学院博士研究生。研究方向为微电子和MEMS设计。

ResearchandDesignofAnti-radiationAnalogCMOSIntegratedCircuits

 ZHAO  Yuan1,2, XU  Li-Xin1, ZHAO  Qi2, JIN  Xing1   

  1. (1BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081)
    (2ChinaAcademyofSpaceTechnology,Beijing100094)
  • Received:2012-07-04 Revised:2012-09-14 Published:2013-06-25 Online:2013-06-25

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被引次数

6

摘要： 为研究宇宙辐射环境中航天器里的模拟互补金属氧化物半导体〖BF〗(ComplementaryMetalOxideSemiconductor,CMOS)〖BFQ〗集成电路性能和各种效应，并在辐射效应所产生机制的基础上，从设计和工艺方面提出了模拟CMOS集成电路主要抗辐射加固设计方法。在宇宙环境中，卫星中的模拟CMOS集成电路存在CMOS半导体元器件阈值电压偏离、线性跨导减小、衬底的漏电流增加和转角1/f噪声幅值增加。所以提出了3种对模拟CMOS集成电路进行抗辐射加固的方法：1)抗辐射模拟CMOS集成电路的设计；2)抗辐射集成电路版图设计；3)单晶半导体硅膜（SilicononInsulator，SOI）抗辐射工艺与加固设计。根据上面的设计方法研制了抗辐射加固模拟CMOS集成电路，可以取得较好的抗辐射效果。

关键词: 互补金属氧化物半导体, 阈值电压, 跨导, 抗辐射, 单晶半导体硅膜, 空间环境, 航天器

Abstract: ThecharacteristicsandeffectsofanalogCMOSintegratedcircuitonspacecraftwereanalyzedintheradiationenvironment.Basedonthegenerationofradiationeffect,themainanti-radiationdesignmethodswereintroducedfortheanalogCMOSintegratedcircuitdesigningandprocessing.Intheouterspace,thresholdvoltagedeviation,transdiodedecreasing,substrateleakagecurrentincreasingandcornernoiseamplitudeincreasingoccurtotheCMOSsemiconductorcomponentsintheanalogCMOSintegratedcircuit.Asaresult,therearethreekindsofmethodsproposedtoprotectagainstradiationoftheanalogintegratedcircuits,includinganti-radiationanalogCMOSintegratedcircuit′,anti-radiationPCB′andsilicononinsulatoranti-radiationprocessing.Accordingly,thedesignedanti-radiationanalogCMOSintegratedcircuitsobtaintheidealeffectinantiradiationfunction.

Key words: Complementarymetaloxidesemiconductor, Thresholdvoltage, Transconductance, Antiradiation, Silicononinsulator, Spaceenvironment, Spacecraft