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CMOS ASIC의 방사선 영향 Mixed-stage M&S 기반 내성강화 설계 및 검증
이민웅(Minwoong Lee),이남호(Namho Lee),황영관(Younggwan Hwang),기동한(Donghan Ki) 대한전자공학회 2024 대한전자공학회 학술대회 Vol.2024 No.6
Semiconductor ICs(Integrated Circuits) used in space, nuclear power, and defense fields are exposed to radiation, causing performance degradation and malfunction damage. In this paper, in order to solve this problem, a M&S(Modeling&Simulation) for radiation effect analysis, a radiation-tolerant layout modification design and chip fabrication were performed for the CMOS(Complementary Metal -Oxide Semiconductor) ASIC(Application-Specific IC), and the radiation tolerance of the fabricated radiation-tolerant ASIC were verified up to a total dose of 20 kGy(Si).
총이온화선량 효과에 내성을 갖는 CMOS NOR 게이트 설계 및 검증
이민웅(Minwoong Lee),이남호(Namho Lee),김종열(Jongyeol Kim),황영관(Younggwan Hwang),김영웅(Youngwoong Kim),송근영(Keunyoung Song),조성익(Seongik Cho) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10
총이온화선량(Total ionizing dose, TID) 효과는 원전이나 우주 환경에서 누적방사선에 의한 전자부품의 성능저하 및 오동작의 피해를 발생시킨다. 특히, CMOS 기반의 집적회로에서 n형 MOSFET은 이러한 TID 효과에 취약한 특성을 갖는다. 누적방사선 증가에 따라 n형 MOSFET는 누설전류가 증가하고 전자 회로 및 장치 전체에 비이상적인 특성을 유발한다. 결국, 방사선 환경 노출된 전자장치가 정상적인 기능을 수행하기 위해서는 TID 효과에 대한 내성을 확보해야한다. 본 논문에서는 0.18㎛ CMOS 벌크공정에서 누적방사선에 취약한 n-MOSFET의 내성강화 구조를 적용하여 로직회로 중 NOR 게이트를 설계·제작하였으며 방사선 실측평가를 통하여 누적방사선량 20 kGy(Si)까지 내성을 검증하였다.