Двухфазные элементы субмикронных КМОП цифровых СБИС с повышенной сбоеустойчивостью к воздействию отдельных ядерных частиц

• Автор: Ольчев, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 184 с. : ил.

Оглавление.

Список условных обозначений

Введение.
Глава 1. Двухфазные КМОП логические инверторы с повышенной сбоеустойчивостыо к эффектам воздействия отдельных ядерных частиц.
1.1. Обзор основных методов снижения влияния одиночных кратковременных импульсов на работоспособность СБИС

1.2. Схемотехнические особенности двухфазных КМОП логических

инверторов.
1.3. Модлеирование импульсных характеристик субмикронных КМОП инверторов, разработанных по нормам проектирования 0, мкм при воздействии локального импульса тока.
1.4. Моделирование квазистатических характеристик чувствительности субмикронных КМОП инверторов, разработанных по нормам

проектирования 0, мкм, к воздействию локального импульса тока

Выводы
Глава 2. Двухфазные КМОП логические элементы ИНЕ с повышенной сбоеустойчивостыо к эффектам воздействия отдельных ядерных частиц.
2.1. Схемотехнические особенности двухфазных КМОП логических
элементов ИНЕ.
2.2. Квазистатические характеристики чувствительности конверторов 4Т КМОП и двухфазных инверторов 4Т КМОП ДП с экранирующими транзисторами без разделения каналов как основа двухфазных элементов
2.3. Определение максимально допустимых параметров импульса ионизационного тока на основе характеристик чувствительности КМОП логических элементов.
Глава 3. Б и ЯБ триггеры на основе двухфазных логических элементов с применением схемотехнических мер по повышению сбоеустойчивости к эффектам воздействия отдельных ядерных частиц.
3.1. Схемотехнические особенности Б и ИЗ триггеров на двухфазных
КМОП элементах
3.2. Особенности влияния емкостной передачи импульса напряжения помехи на выходы КМОП двухфазного инвертора на основе конвертора 2Т
КМОП при каскадном включении.
3.3. Инвариантность воздействия критического заряда на логические элементы для различных постоянных времени спада и различных
постоянных времени нарастания импульса ионизационного тока
Выводы
Глава 4. Особенности проектирования топологии двухфазных КМОП логических элементов по проектнотехнологическим нормам КИИ КМОП 0, мкм и объемный КМОП 0, мкм.
4.1. Расчт шин металлизации линий связи двухфазных элементов с учетом эффекта ппрохождения помехи через мкость связи между шинами металлизации.
4.2. Проектировние двухфазных элементов на основе конверторов 2Т КМОП и 4Т КМОП с мерами по повышению сбоеустойчивости с учтом затрат
по площади на меры но повышению сбоеустойчивости.
4.3. роектированис двухфазных элементов с учтом уменьшения площади
чувствительных областей экранирующих транзисторов при сохранении быстродействия элемента на примере инвертора 4Т КМОП ДП.
4.4. Разработка кольцевых генераторов на двухфазных КМОП логических элементах по нормам проектирования КНИ КМОП 0, мкм и результаты экспериментальных исследований электрических характеристик.
Заключение
Список использованной литературы


Разработка вариантов базовых субмикронных двухфазных КМОП логических элементов по нормам проектирования КМОП КИИ 0, мкм и объемный КМОП 0, мкм с использованием топологии с пространственным разнесением чувствительных областей двухфазных КМОП элементов и экспериментальное исследование электрических характеристик логических элементов на тестовых структурах. Развита схемотехника двухфазных логических элементов комбинационного и последовательного типов в части применения перекрстных связей входов образующих их элементов конверторов. Такие решения двухфазных элементов дают возможность повысить величину критического заряда переключения двухфазных логических элементов более чем в раз по сравнению с традиционной КМОП логикой с проектными нормами 0, мкм, для которой характерная величина критического заряда переключения не превышает 0. Кл. Установлен эффект и дана оценка снижения сбоеустойчивости элементов двухфазной КМОП логики изза влияния увеличения емкостной связи между дифференциальными частями двухфазных элементов, возникающей при топологическом разнесении дифференциальных частей с чувствительными областями. Произведена оценка длин шин металлизации дифференциальных линий связи со снижением критических значений зарядов и критических значений амплитуд импульсов воздействующего тока для КМОП элементов с проектной нормой 0, мкм. Величины суммарной мкости связи дифференциальных входов двухфазных элементов комбинационных и последовательностных типов не должны превышать значений 3. Ф. Величины критического заряда переключения двухфазных КМОП элементов при этом в . КМОП элементов с проектной нормой 0, мкм. Методические рекомендации по проектированию топологии двухфазных КМОП элементов с пространственным разнесением чувствительных областей дифференциальных частей двухфазных КМОП элементов с минимальными дополнительными затратами по площади кристалла за счт использования пространства между отдельными областями данных элементов частями смежных элементов структуры. Методические рекомендации по проектированию топологии двухфазных элементов с просгранственным разнесением чувствительных областей и взаимным включением в пространство между чувствительными областями топологии смежных элементов, которые внедрены в НИИ системных исследований РАН в рамках ОКР МангустБУ при разработке топологии КМОП двухфазных инверторов и элементов ИНЕ по нормам проектирования объмный КМОП 0, мкм и КМОП КНИ 0, мкм. КМОП логических элементов по проектным нормам 0, мкм, 0, мкм и нм, обусловленные пространственным разнесением частей элементов для повышения их сбоеустойчивости к эффектам воздействия отдельных ядерных частиц. Увеличение расстояния на мкм между чувствительными областями дифференциальных частей двухфазных КМОП элементов для проектных норм 0,. Ряд базовых двухфазных КМОП логических элементов на основе разработанных топологических решений изготовлены в виде интегральных субмикронных тестовых структур кольцевых генераторов с проектными нормами 0, мкм по технологии КМОП КИИ. Экспериментальные исследования тестовых структур кольцевых генераторов двухфазных элементов подтвердили их работоспособность в диапазоне напряжений питания 2,5. В. Тестовые структуры на двухфазных КМОП элементах с 4транзисторными конверторами имеют в 1,8. СБИС с пониженным энергопотреблением. Схемотехнические решения комбинационных и последовательностных двухфазных КМОП элементов в части применения перекрстных связей входов образующих их элементов, позволяющие повысить сбосустойчивость логических элементов в . КМОП логическими элементами по нормам проектирования 0, мкм. Эффект снижения сбоеустойчивости элементов двухфазной КМОП логики изза влияния емкостной связи между дифференциальными частями двухфазных элементов, возникающей при топологическом разнесении дифференциальных частей с чувствительными областями. Оценка допустимых длин шин связи в зависимости от сопутствующего снижения критических значений зарядов и критических значений амплитуд импульсов воздействующего тока для КМОП элементов с проектной нормой 0, мкм. Величины критического заряда переключения двухфазных КМОП элементов при этом в . КМОП элементов с проектной нормой 0, мкм.