一种抗单粒子效应加固电路及加固反相器

1.本实用新型涉及集成电路技术领域，特别涉及一种抗单粒子效应加固电路及加固反相器。


背景技术：

2.为了减少各类辐射效应对集成电路带来的影响，通常会对涉及空间应用的集成电路采用抗辐射加固技术。一般通过电路拓扑结构或版图布局优化改进，减少电路敏感节点数目，抑制寄生双极放大效应和电荷共享效应等，从而降低电荷收集量，减弱单粒子效应影响；通常采用的电路级单粒子效应加固技术有多管存储单元、双互锁存、三模冗余等，以上加固方式对单粒子效应起到一定的抑制作用。但是加固电路本身也会引入新的敏感节点，同时增大了电路版图面积。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种抗单粒子效应加固电路及加固反相器，解决现有技术中现有抗单粒子效应加固电路加固效果不理想，会额外新的敏感节点，增大电路版图面积的技术问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种抗单粒子效应加固电路，包括：接入到电路敏感节点处的多晶电阻；
5.所述多晶电阻包括：衬底、埋氧层、隔离层及多晶材料层；
6.所述衬底、所述埋氧层、所述隔离层以及所述多晶材料层自下而上逐层布置。
7.进一步地，所述多晶材料层为多晶硅层。
8.进一步地，所述多晶材料层为氧化锌材料层。
9.进一步地，所述埋氧层为soi埋氧层。
10.进一步地，所述隔离层为sti隔离层。
11.一种加固反相器，包括：反相器以及所述的抗单粒子效应加固电路；
12.所述多晶电阻的第一端与所述反相器的输出端相连，所述多晶电阻的第二端设置成节点。
13.一种加固反相器，包括：pmos管、nmos管以及所述的抗单粒子效应加固电路；
14.所述pmos管的栅极和所述nmos管的栅极相连，并设置连接前级电路的接头；
15.所述pmos管的源极连接vdd，所述pmos管的漏极通过所述多晶电阻与所述nmos管的漏极相连，所述nmos管的源极接地；
16.所述pmos管的漏极设置有输出节点。
17.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
18.本技术实施例中提供的抗单粒子效应加固电路及加固反相器，通过接入电敏感节点的多晶电阻在提高电路抗辐照水平的同时，不会引入新的敏感节点，对电路版图面积影响较小。具体来说，利用多晶材料层的结构特性，经过掺杂后的多晶材料在电场作用下不易
反型导致器件漏电，具有较好的抗总剂量效应的能力。同时，位于多晶电阻下的隔离层直达埋氧层，寄生电容较小，辐照后多晶硅电阻的电特性退化较小，具有优良的抗辐照能力，应用于集成电路设计时，不会引入新的敏感节点，增强电路的抗辐照能力。另一方面，多晶材料电阻方阻值较大，对电路版图面积影响较小。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例提供的抗单粒子效应加固电路的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的加固反相器的第一种实施方案；
21.图3为本实用新型实施例提供的第一种加固反相器的器件n11发生单粒子效应后，q12节点电平随着电阻r0阻值变化示意图；
22.图4位基于图3的后级电路为反相器时的电压输出示意图；
23.图5为本实用新型实施例提供的加固反相器的第二种实施方案；
24.图6为本实用新型实施例提供的第二种加固反相器实施方案中，器件n21发生单粒子效应后，q21节点电平随着电阻r1阻值变化。
具体实施方式
25.本技术实施例通过提供一种抗单粒子效应加固电路及加固反相器，解决现有技术中现有抗单粒子效应加固电路加固效果不理想，会额外新的敏感节点，增大电路版图面积的技术问题。
26.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
27.参见图1，本实施例提供一种基于soi工艺抗辐照多晶材料电阻，依靠多晶材料的晶界特性，提升自身的抗总剂量效应的性能。具体包括：衬底2、埋氧层、隔离层及多晶材料层4。
28.所述衬底1、所述埋氧层、所述隔离层以及所述多晶材料层4自下而上逐层布置。
29.具体来说，所述埋氧层采用soi埋氧层2，可基于绝缘体上硅soi工艺或其他辐照性能不敏感工艺制造。
30.进一步地，所述多晶材料层4为多晶硅层或氧化锌材料层，可进行n型或p型掺杂。
31.进一步地，所述隔离层为sti隔离层3。
32.本发明提供的基于soi工艺抗辐照多晶材料电阻，由于多晶材料的结构特性，经过掺杂后的多晶材料，晶界掺杂浓度较大，在电场作用下不容易反型导致器件漏电，具有较好的抗总剂量效应的能力。
33.同时，多晶电阻下的sti浅槽隔离层3直达soi达埋氧层2，寄生电容较小。
34.参见图2，一种加固反相器，包括：反相器以及所述的抗单粒子效应加固电路；所述多晶电阻的第一端与所述反相器的输出端q11相连，所述多晶电阻的第二端设置成输出节点。
35.在加固反相器输入in＝0时，输出端q11＝1。当重离子入射该加固反相器结构后，
若n11器件发生单粒子效应，节点q11电位被下拉至0，此时在多晶电阻r0及n11器件的对地电容共同作用下，节点q12电位缓慢下降，选择合适的r0电阻值后，节点q12电位在下降至低电平前，器件p11对节点q重新充电至高电平，q12端电位不会下降，重离子的入射并未对输出节点q12电平造成影响。由于高可靠电阻r0本身具有优良的抗辐照特性，因此，电阻r0的引入不会对电路的总剂量水平产生影响，同时该多晶硅电阻方阻值较高，电阻的引入带来的面积增大问题远远小于其他类型的电阻或电路加固结构。
36.参见图3，所示为该结构器件n11发生单粒子效应后，q12节点电平随着电阻r0阻值变化情况，电压脉冲幅值最大曲线为r0＝0(无多晶电阻)的情况。因此，随着r0电阻逐渐增加，q12节点电位被下拉的状况逐渐缓解。
37.参见图4，所示为该结构后级电路为反相器时，随着r0电阻逐渐增加，反相器输出脉冲逐渐降低至消失。仿真结果证明，电路能够提高电路的抗单粒子效应水平。
38.参见图5，本实施例提供另一种加固反相器的实施方案。
39.一种加固反相器，包括：pmos管、nmos管以及所述的抗单粒子效应加固电路；
40.所述pmos管的栅极和所述nmos管的栅极相连，并设置连接前级电路的接头；
41.所述pmos管的源极连接vdd，所述pmos管的漏极通过所述多晶电阻与所述nmos管的漏极相连，所述nmos管的源极接地；
42.所述pmos管的漏极设置有输出节点。
43.当重离子入射该加固反相器结构2后，若n21器件发生单粒子效应，电阻r21的存在减弱了器件n21的驱动能力，q21端泄放缓慢，选择合适的r1电阻值后，单粒子效应导致的节点q21电荷泄放速度慢于器件p21对节点q的充电速度，q端电位不会下降，仍为高电平，重离子的入射并未对反相器的输出电平造成影响。
44.参见图6，所示为该结构器件n21发生单粒子效应后，q21节点电平随着电阻r1阻值变化情况。可见，随着r1电阻逐渐增加，q21节点电位被下拉的状况逐渐缓解至恢复正常输出。
45.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
46.本技术实施例中提供的抗单粒子效应加固电路及加固反相器，通过接入电敏感节点的多晶电阻在提高电路抗辐照水平的同时，不会引入新的敏感节点，对电路版图面积影响较小。具体来说，利用多晶材料层的结构特性，经过掺杂后的多晶材料在电场作用下不易反型导致器件漏电，具有较好的抗总剂量效应的能力。同时，位于多晶电阻下的隔离层直达埋氧层，寄生电容较小，辐照后多晶硅电阻的电特性退化较小，具有优良的抗辐照能力，应用于集成电路设计时，不会引入新的敏感节点，增强电路的抗辐照能力。另一方面，多晶材料电阻方阻值较大，对电路版图面积影响较小。
47.最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。