抗辐射集成电路设计理论与方法_PDF下载[57MB-百度云]高武

本书特色

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本书首先介绍辐射环境、辐射相互作用物理过程及若干种辐射效应；接下来，本书详细介绍集成电路抗辐射加固设计方法学，包括单粒子闩锁加固策略及测试、辐射加固器件的SPICE模型、抗辐射单元库设计、自动综合的抗辐射数字电路设计、模拟和混合信号电路加固设计等； *后，本书介绍集成电路辐射效应仿真、单粒子效应的脉冲激光测试原理和辐射加固保障测试。
本书可作为微电子和核科学等领域相关教师、研究生和工程人员在学术研究和工程技术方面的参考书。

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内容简介

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本书首先介绍辐射环境、辐射相互作用物理过程及若干种辐射效应；接下来，本书详细介绍集成电路抗辐射加固设计方法学，包括单粒子闩锁加固策略及测试、辐射加固器件的SPICE模型、抗辐射单元库设计、自动综合的抗辐射数字电路设计、模拟和混合信号电路加固设计等；很后，本书介绍集成电路辐射效应仿真、单粒子效应的脉冲激光测试原理和辐射加固保障测试。
本书可作为微电子和核科学等领域相关教师、研究生和工程人员在学术研究和工程技术方面的参考书。

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目录第1章辐射环境介绍1.1空间辐射环境1.1.1背景知识1.1.2高能离子1.1.3俘获电子1.1.4俘获质子1.1.5太阳宇宙射线1.1.6银河宇宙射线1.2高能物理辐射环境1.3核辐射环境1.3.1核爆炸辐射环境1.3.2核反应堆辐射环境1.4地面辐射环境1.4.1大气辐射环境1.4.2地辐射环境1.5本章小结参考文献第2章辐射相互作用物理过程2.1半导体材料中辐射的相互作用2.1.1简介2.1.2电磁相互作用2.1.3强子的相互作用2.1.4弱相互作用2.1.5相互作用的过程2.2辐射输运2.2.1玻尔兹曼传输方程2.2.2计算技术2.2.3辐射输运仿真工具介绍2.3应用实例2.3.1地球轨道电子环境2.3.2木星的辐射环境2.3.3行星环境2.3.4单粒子效应和轨道结构的详细建模2.3.5趋势2.4本章小结参考文献第3章电离总剂量效应3.1概述3.2电离总剂量3.2.1电离损伤概述3.2.2氧化物俘获电荷3.2.3界面态陷阱3.2.4MOS器件中的1/f噪声3.3深亚微米工艺的辐射效应3.3.1超小尺寸体硅CMOS工艺3.3.2全耗尽型SOI的总剂量效应3.3.3超薄氧化物3.3.4高k电介质3.4亚100nm CMOS工艺下的总剂量效应3.4.1概述3.4.2实验详情3.4.3尺寸缩小对截止态电流的影响3.4.4同一工艺节点上不同工艺类型的截止态电流3.5本章小结参考文献第4章位移损伤效应4.1背景信息4.1.1早期的位移损伤效应研究4.1.2位移损伤机制及效应的定性概述4.2一致位移损伤效应4.3非一致位移损伤效应4.4位移损伤退火4.4.1注入退火4.4.2短期退火4.4.3长期退火4.5非电离能量损失和损伤相关性4.5.1非电离能量损失率概念4.5.2器件行为的NIEL相关性4.5.3NIEL计算的进一步发展4.5.4NIEL的使用约束4.6位移损伤的演变和趋势4.7本章小结参考文献第5章单粒子效应5.1单粒子效应概述5.1.1硅半导体中的单粒子效应产生原理5.1.2专有名词5.1.3存储器中的单粒子翻转机制5.1.4数字电路中的单粒子效应机制5.2新型器件和电路的发展趋势5.2.1半导体发展路线图5.2.2现代工艺中的缩小效应5.3本底辐射的敏感度增强效应5.3.1低能质子5.3.2大气μ子5.3.3低α材料问题5.4新兴器件和相关机制5.4.1绝缘体硅工艺5.4.2多栅极器件5.4.3体硅和绝缘体硅FinFET晶体管5.4.4具有独立栅极的多栅极和多沟道器件5.4.5Ⅲ�并踝錐inFET和隧道场效应管5.4.6无结器件5.5三维集成5.6本章小结参考文献第6章单粒子闩锁机制加固策略及测试方法6.1闩锁机制6.2闩锁加固策略6.3电气闩锁测试6.4单粒子闩锁测试6.4.1单个粒子诱发闩锁测试6.4.2脉冲激光诱发闩锁测试6.5单粒子闩锁加固策略有效性6.6本章小结参考文献第7章辐射加固器件的SPICE模型7.1环栅版图晶体管介绍7.2环栅版图晶体管建模技术7.2.1宽长比7.2.2输出电阻7.2.3电容7.2.4仿真方法7.3实验结果及讨论7.3.1矩形晶体管比较7.3.2环栅版图晶体管比较7.3.3梯形晶体管比较7.4其他加固器件的建模7.5本章小结参考文献第8章抗辐射单元库设计8.1组合逻辑加固8.1.1单粒子闩锁加固8.1.2总剂量加固8.1.3总体加固影响8.2组合单元优化8.2.1晶体管尺寸的限制8.2.2手动布局改进8.2.3自动布局布线改进8.3触发器加固8.3.1传统时间冗余加固8.3.2传统三模冗余加固8.3.3高速三模冗余加固8.3.4功耗和延迟比较8.3.5辐射测试8.4存储器单元加固8.4.16管存储单元8.4.2HIT存储单元8.4.3DICE存储单元8.4.410管存储单元8.4.5几种抗辐射加固单元的性能对比8.5单元库参数提取8.5.1抽象生成8.5.2单元提取8.5.3单元库特性8.5.4单元库文件提取实例8.6本章小结参考文献第9章自动综合的抗辐射数字电路设计9.1自定义CAD工具9.2综合9.3布局9.4三模冗余9.4.1布图规划解析9.4.2网表解析9.4.3布局解析9.5布线9.6时序分析和验证9.7片外逻辑接口9.8片上逻辑接口9.9芯片接口实例9.9.1双模冗余接口9.9.2高速缓存接口9.10双模冗余嵌入式处理器设计实例9.11本章小结参考文献第10章模拟和混合信号电路加固设计10.1模拟和混合信号电路的单粒子效应10.1.1单粒子机制10.1.2模拟单粒子瞬态10.1.3运算放大器的单粒子效应10.2偏置相关的单粒子效应模型10.3电荷共享加固设计方法10.3.1差分电荷消除版图10.3.2敏感节点有源电荷消除10.4节点分裂加固设计方法10.4.1开关电容电路加固方法10.4.2运算放大器加固方法10.5本章小结参考文献第11章集成电路辐射效应仿真11.1单粒子效应建模和仿真问题11.1.1器件级建模方法11.1.2电路级建模方法11.1.3蒙特卡罗仿真工具11.2单粒子效应仿真实例11.2.1设计仿真电路模型11.2.2SRAM三维建模： Gds2Mesh11.2.3查看结果11.3总剂量效应仿真11.3.1概述11.3.2方法11.4位移损伤仿真11.5本章小结参考文献第12章单粒子效应的脉冲激光测试原理12.1概述12.2激光测试技术基础12.2.1激光测试技术的分类12.2.2激光产生率建模12.2.3激光与重离子产生率的对比12.3用于集成电路测试的脉冲激光系统12.3.1激光测试的基本原理12.3.2实验平台12.3.3自动化测试12.3.4其他系统12.4激光系统的应用举例12.4.1单粒子翻转激光截面12.4.2商业SRAM芯片的激光测试方法12.4.3双光子吸收诱发载流子的激光单粒子效应测试12.5本章小结参考文献第13章辐射加固保障测试13.1实验室辐射源13.1.1总剂量辐射源13.1.2单粒子效应粒子加速器13.1.3辐射源的选择13.2总剂量辐射加固保障测试13.2.1总剂量辐射加固保障测试方法13.2.2剂量率增强效应13.2.3辐射前升温应力(老化)效应13.2.4辐射保障测试的*佳实验室源13.2.5*坏情况偏置13.2.6测试温度的影响13.3单粒子效应辐射加固保障测试13.3.1简介13.3.2单粒子翻转13.3.3单粒子闩锁13.3.4单粒子烧毁和单粒子栅穿13.4本章小结参考文献附录A