[發(fā)明專利]一種總劑量效應(yīng)的檢測(cè)與加固電路及方法及模擬電路

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210104182.1
• 申請(qǐng)日: 2022-01-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114441920A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭仲杰;盧滬;劉楠;曹喜濤;劉申;邱子憶;李夢(mèng)麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/26
• 分類號(hào): G01R31/26;H03K19/003
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

本發(fā)明公開(kāi)了一種總劑量效應(yīng)的檢測(cè)與加固電路及方法及模擬電路，包括總劑量效應(yīng)檢測(cè)電路和補(bǔ)償電流產(chǎn)生電路；總劑量效應(yīng)檢測(cè)電路包括電阻R和MOS管Mn，補(bǔ)償電流產(chǎn)生電路包括MOS管Mp，電阻R的第一端和MOS管Mp的柵極相連接，MOS管Mp的源極為補(bǔ)償電流產(chǎn)生電路的輸出端；電阻R的第一端和MOS管Mp的漏極連接有電流源；電阻R的第二端連接MOS管MN的漏極和柵極，MOS管Mn的源極接地，MOS管Mn的源極為總劑量效應(yīng)檢測(cè)電路的輸入端。可實(shí)現(xiàn)對(duì)總劑量效應(yīng)進(jìn)行連續(xù)性檢測(cè)的電路，并且在可以根據(jù)輻照劑量大小的變化，直接產(chǎn)生相應(yīng)的補(bǔ)償電流，達(dá)到在檢測(cè)的同時(shí)直接進(jìn)行加固的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于抗輻照加固領(lǐng)域，涉及一種總劑量效應(yīng)的檢測(cè)與加固電路及方法及模擬電路。

背景技術(shù)

近年來(lái)，航空航天等空間技術(shù)飛速發(fā)展，在這種空間輻照環(huán)境下，電子器件及電路系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生多種輻射效應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致器件性能退化甚至功能徹底失效，從而帶來(lái)巨大的損失。其中輻照所引起的總劑量效應(yīng)，會(huì)在MOS管的柵氧化層和場(chǎng)氧化層中引入額外的電子空穴對(duì)，由于電子遷移率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于空穴，在柵氧化層中輻射產(chǎn)生的電子被掃出，而空穴由于其低遷移率而被陷阱所俘獲，成為氧化物陷阱電荷，進(jìn)而堆積的電荷會(huì)影響MOS管的閾值電壓，同時(shí)場(chǎng)氧化層中堆積的電荷會(huì)引入漏電通路從而使MOS管產(chǎn)生額外的泄漏電流。

隨著深亞微米工藝的發(fā)展，MOS器件特征尺寸不斷縮小、柵氧化層厚度也不斷縮小，因此MOS管閾值電壓受總劑量效應(yīng)的影響也隨之變小。同時(shí)場(chǎng)氧化層厚度隨特征尺寸的縮小而出現(xiàn)大幅度的變化，從而收到總劑量效應(yīng)時(shí)MOS管的泄漏電流依舊存在。因此在深亞微米工藝下，主要研究泄漏電流的影響。

在當(dāng)前的總劑量效應(yīng)加固方案中，大多是從MOS器件的結(jié)構(gòu)、工藝和版圖布局布線的角度進(jìn)行加固，比如STI隔離加固、環(huán)形柵結(jié)構(gòu)加固等操作復(fù)雜且靈活性不大。傳統(tǒng)的版圖級(jí)或工藝級(jí)加固方案的加固效果并不能在最初的電路級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)提供一個(gè)良好的可靠性評(píng)估，目前迫切的需要從電路級(jí)引入加固方案對(duì)電路的抗輻照能力進(jìn)行評(píng)估。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種總劑量效應(yīng)的檢測(cè)與加固電路及方法及模擬電路，可實(shí)現(xiàn)對(duì)總劑量效應(yīng)進(jìn)行連續(xù)性檢測(cè)的電路，并且在可以根據(jù)輻照劑量大小的變化，直接產(chǎn)生相應(yīng)的補(bǔ)償電流，達(dá)到在檢測(cè)的同時(shí)直接進(jìn)行加固的目的。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種總劑量效應(yīng)的檢測(cè)與加固電路，包括總劑量效應(yīng)檢測(cè)電路和補(bǔ)償電流產(chǎn)生電路；

總劑量效應(yīng)檢測(cè)電路包括電阻R和MOS管Mn，補(bǔ)償電流產(chǎn)生電路包括MOS管Mp，電阻R的第一端和MOS管Mp的柵極相連接，MOS管Mp的源極為補(bǔ)償電流產(chǎn)生電路的輸出端；電阻R的第一端和MOS管Mp的漏極連接有電流源；電阻R的第二端連接MOS管MN的漏極和柵極，MOS管Mn的源極接地，MOS管Mn的源極為總劑量效應(yīng)檢測(cè)電路的輸入端。

優(yōu)選的，MOS管Mn采用NMOS管。

優(yōu)選的，MOS管Mp采用PMOS管。

一種基于上述任意一項(xiàng)所述總劑量效應(yīng)的檢測(cè)與加固電路的工作方法，未受總劑量效應(yīng)時(shí)，MOS管Mn無(wú)漏電流，電阻R控制檢測(cè)電壓V_M的大小使MOS管Mp處于關(guān)斷狀態(tài)；發(fā)生總劑量效應(yīng)時(shí)，MOS管Mn出現(xiàn)漏電流，其柵源電壓降低，檢測(cè)電壓降低，MOS管Mp打開(kāi)，輸出補(bǔ)償電流。

優(yōu)選的，檢測(cè)電壓V_M的大小為：

V_M＝V_GSn十I_REF·R；

V_GSn為柵源電壓，I_REF R為電阻R上的壓降。

一種模擬電路，包括模擬電路本體和上述任意一項(xiàng)所述的總劑量效應(yīng)的檢測(cè)與加固電路；