集成电路HPM损伤的计算机模拟
随着超大规模集成技术的发展，集成度呈指数级增长，一个普通的芯片上就集成上亿个元器件。随之也带来的有些不利因素：集成电路的抗电磁脉冲能力仅是晶体管的千分之一和电子管的万分之一。当受到HPM辐射时很容易受损，往往一个能量不算很大的电磁脉冲都会让集成电路产生误码甚至烧毁，造成整个系统瘫痪。课题主要目的是建立集成电路模型，研究在高功率微波环境下集成电路的损伤阈值。 首先，本文介绍了高功率微波的效应，并分析半导体器件的主要失效机理和损伤模式。然后，由实验和一些相关文献分析出，CMOS集成电路的永久性失效主要包括金属引线的烧毁和栅氧化层的击穿两种情况。通过研究CMOS集成电路的组成和集成电路内部分布参数，采用PSPICE软件来建立CMOS集成电路模型，计算栅极电压以及各条金属线支路的电流。使用电磁场有限元法(工具软件ANSYS)来计算金属引线上的场强分布、温度分布和栅极上氧化层的场强分布，然后来确定其工作状况，这样得到集成电路的损伤阈值。最后，以此模型为基础，在高功率微波环境下对集成电路做损伤实验。 本文从不同的集成电路尺寸、不同的脉宽和极化方向这三个方面来分析集成电路的损伤阈值，得出一些规律性结论。因此，研究高功率微波脉冲辐射源对电子器件的损伤作用，对于提高高功率微波脉冲辐射源的辐射效能和集成电路的抗干扰能力都具有十分重要的意义。
- 作者：
- 任瑞涛
- 学位授予单位：
- 沈阳理工大学
- 专业名称：
- 检测技术与自动化装置
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2008年
- 导师姓名：
- 杨康
- 中图分类号：
- TN47；TN407
- 关键词：
- 集成电路；损伤阈值；高功率微波效应；有限元法
- High Power Microwave；Finite Element Method；IC；Damage threshold