[實用新型]一種基于雙柵工藝的輻照檢測傳感器及檢測電路

有效

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• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN207067413U
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設計）人: 常國;張薇;劉剛
• 申請（專利權）人: 北京銳達芯集成電路設計有限責任公司
• 主分類號: G01T1/02
• 分類號: G01T1/02
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司11257
• 代理人: 付生輝

技術領域

本實用新型涉及微電子器件性能可靠性評估領域。更具體地，涉及一種基于雙柵工藝的輻照檢測傳感器及檢測電路。

背景技術

隨著空間技術、核技術和戰(zhàn)略武器技術的發(fā)展，各種電子設備已經(jīng)廣泛用于人造衛(wèi)星、宇宙飛船、運載火箭、遠程導彈和核武器控制系統(tǒng)中，因此，構成電子設備的電子元器件不可避免地要處于空間輻射和核輻射等強輻射應用環(huán)境之中。由于輻射作用會對元器件性能造成不同程度的破壞，進而使整個電子設備發(fā)生故障，所以器件的抗輻射加固技術水平的全面提高就顯得更為重要和迫切。

抗輻射最基本的任務之一就是對空間輻射環(huán)境數(shù)據(jù)的收集和研究。通過對這些數(shù)據(jù)的收集與研究，一方面可在地面人工模擬空間輻照環(huán)境，進行相關元器件的輻照評估實驗驗證，不僅可以大大減少輻照評估驗證方案的實施難度，也極大的降低成本；另一方面，在空間設備運作過程中通過實時檢測周邊環(huán)境的輻照劑量，可有效評估周邊環(huán)境危險程度，能夠及時、有效的規(guī)避風險，避免更大的損失。

目前，在眾多輻照檢測傳感器中，PMOS輻照檢測傳感器以其自身體積小、重量輕、功耗低、測試簡便等諸多優(yōu)點在測量空間輻射總劑量方面得到了廣泛的應用。傳統(tǒng)的PMOS輻照檢測傳感器輻照檢測傳感模塊一般采用單管PMOS，由于單管PMOS輻射感生閾值電壓漂移的幅度與輻射劑量呈現(xiàn)近乎線性的單調對應關系的線形區(qū)域窄，想拓寬該線形區(qū)域只能加厚柵氧化層厚度。以現(xiàn)有的硅工藝技術，生長較厚的柵氧化層需要較多時間，且經(jīng)科學研究表明，增加柵氧化層的厚度對該線形區(qū)域的拓寬能力是有限的。

因此，需要提供一種體積小、重量輕、功耗低、測試簡便且夠適用于大輻射劑量范圍的輻照檢測傳感器及簡單、高效、便捷檢測電路。

實用新型內容

本實用新型的一個目的在于提供一種基于雙柵工藝的體積小、重量輕、功耗低、測試簡便且夠適用于大輻射劑量范圍的輻照檢測傳感器。

為達到上述目的，本實用新型采用下述技術方案：

一種基于雙柵工藝的輻照檢測傳感器，包括用于對輻照劑量變化做出響應的N個級聯(lián)的雙柵PMOS管，其中

第一雙柵PMOS管源極S₁與電流源正極電連接，第一雙柵PMOS管柵極G₁與第一雙柵PMOS管漏極D₁電連接；

第n雙柵PMOS管源極S_n與第n-1雙柵PMOS管漏極D_n-1電連接，第n雙柵PMOS管柵極G_n與第n雙柵PMOS管漏極D_n電連接；

第N雙柵PMOS管漏極D_N與參考端電連接，第N雙柵PMOS管柵極G_N與第N雙柵PMOS管漏極D_N電連接；

其中，n、N為自然數(shù)且1＜n＜N。

本實用新型中，采用雙柵工藝的PMOS管有兩個溝道可以同時導通，在一定的條件下，體內的載流子參加導電，且體內載流子輸運的遷移率要比表面載流子遷移率高，比普通體硅MOSFET性能優(yōu)越。進一步地，雙柵PMOS管的閾值電壓低、漏源電流大、延遲時間的短，便于實時的監(jiān)控與與反饋。更進一步地，本實用新型中采用雙柵工藝，減弱了短溝道效應的影響，雙柵PMOS管可做得更小，進一步縮小了輻照檢測電路的整體體積，具有體積小、重量輕、功耗低、測試簡便等特點且夠適用于大輻射劑量范圍的輻照檢測。

本實用新型中，N個雙柵PMOS管進行級聯(lián)，提高了對環(huán)境中輻照的敏感度和檢測準確度，能夠對外部環(huán)境中的輻照劑量變化做出快速準確的響應。

可選的，N個雙柵PMOS管采用共襯底方式級聯(lián)。

可選的，N個中任一個雙柵PMOS管的襯底B_x與第一雙柵PMOS管源極S₁電連接，其中，x為自然數(shù)且1≤x≤N。

可選的，N個雙柵PMOS管采用不共襯底方式級聯(lián)。

可選的，N個中任一個雙柵PMOS管的襯底B_x與第x雙柵PMOS管源極S_x電連接，其中，x為自然數(shù)且1≤x≤N。

可選的，雙柵PMOS管為厚柵氧雙柵PMOS管。

可選的，雙柵PMOS管的柵氧厚度大于20nm。

本實用新型的另一個目的在于提供一種基于雙柵工藝的輻照檢測電路，包括上述基于雙柵工藝的輻照檢測傳感器，還包括