基于0.18 μm CMOS加固工艺的抗辐射单元库开发

姚 进，左玲玲，周晓彬，刘 谆，周昕杰

（中科芯集成电路有限公司，江苏无锡214072）

1 引言

空间科技在增强国家实力和维护国家安全方面发挥着巨大的作用，目前国内对各种轨道卫星的需求十分迫切，因此对卫星控制系统的性能、可靠性、成本和研发进度等方面提出更高的要求。快速制造出满足各类卫星需要，在电性能、可靠性及抗辐射性能三方面均符合要求的国产抗辐射加固元器件成为关键，而基于抗辐射标准单元库的半定制设计方法能够大大简化设计，缩短设计周期，提高工作效率，因此设计一套能够得到广泛应用的抗辐射单元库是非常必要的。目前基于商用0.18 μm CMOS工艺，国内已有多个抗辐射单元库的设计[1-2]，但在抗辐射性能及单元基本性能间未取得良好平衡，且未对单元库设计的全流程进行描述，本文基于0.18 μm加固工艺，采用工艺加固与设计加固结合的方式，完成了抗辐射单元库的全流程设计，成功开发了一套能广泛应用于工程的抗辐射单元库。

2 辐射加固方案

2.1 总剂量加固方案

总剂量加固方法包括设计加固和工艺加固，设计加固优势会降低对工艺的依赖性，缺点是面积大，设计和版图的灵活性不够，有些电路甚至无法设计，如环栅结构无法设计小尺寸MOS器件，造成电路设计困难。工艺加固则是基于常规的条栅MOS器件结构，采用工艺开发方式提升NMOS器件抗总剂量辐射能力，可明显减小版图面积及降低设计难度，本文采用的是工艺加固方式。……