HPM作用下CMOS反相器的擾亂機理研究.pdf

1、由于現(xiàn)代電子設備周圍的電磁環(huán)境越來越復雜，加之微電子技術的不斷更新，半導體器件尺寸的持續(xù)縮小，導致電子設備中半導體器件對高功率微波也更加敏感。而在數(shù)字電路中，CMOS反相器作為基本單元門，憑借其低功耗、大噪聲容限和高集成度等優(yōu)勢以及CMOS工藝的低成本和易設計性得到了極其廣泛的應用，也成為了最容易受到高功率微波影響的典型器件之一。因此，研究高功率微波作用下CMOS反相器的擾亂效應很有必要。
　　本文利用ISE-TCAD器件仿真軟件

2、建立了在0.5μm工藝下的硅基CMOS反相器的二維模型，用正弦信號注入反相器nMOS源極的方法來等效HPM通過“后門”路徑耦合進入CMOS反相器中，并以此來研究HPM對CMOS反相器的擾亂效應。本文通過分析器件內(nèi)部電流密度及溫度等物理量的分布情況，從器件物理的角度對擾亂效應進行研究。本文討論了微波參數(shù)和反相器的不同工作狀態(tài)對CMOS反相器微波擾亂效應的影響，同時研究了擾亂過程中的熱效應，主要結論如下：
　　1、研究了不同電壓幅值的

3、正弦信號對CMOS反相器擾亂效應的影響。結果表明，微波信號電壓幅值（功率）越大，CMOS反相器越容易發(fā)生擾亂效應。這是由于電壓幅值越大，反相器中的閂鎖機制越容易被觸發(fā)。
　　2、研究了不同頻率的正弦信號對CMOS反相器擾亂效應的影響。結果表明，微波頻率越低，CMOS反相器對微波擾亂越敏感。原因是微波頻率越低，其負半周期時間越長，由p襯底和n+源之間的pn結正偏而形成的電流通路時間也越長，熱量積累也越多，越容易導致內(nèi)部發(fā)生閂鎖效應，

4、從而形成電源端與地之間的低阻通路。
　　3、通過分析CMOS反相器發(fā)生擾亂過程中的熱效應，研究了器件內(nèi)部熱點轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部熱點位置從襯底p+區(qū)柱面移到pMOS溝道區(qū)。如果微波功率足夠大，在第一熱點處便可直接燒毀器件。如果第一熱點處器件沒有被損毀，第二熱點處器件也有可能間接地被毀傷。
　　4、研究了不同工作狀態(tài)下CMOS反相器的擾亂效應。結果表明，反相器在高電平工作狀態(tài)下，更容易受到高功率微波影響而發(fā)生擾亂。這是由于兩個狀