随着集成电路集成度的提高,器件的特征尺寸不断减小,电磁脉冲对集成电路的损伤效应越发明显。电磁脉冲可以通过金属互连线或者孔缝耦合进入集成电路内部,将大的感应电动势或者能量耦合进集成电路内部,对集成电路造成干扰或者损伤。集成电路的电磁脉冲损伤效应主要体现在金属化损伤以及集成电路内部电热场的变化,针对金属化损伤,本文研究了电磁脉冲作用下的互连线损伤规律,针对集成电路的电热效应,本文研究了CMOS反相器的电磁脉冲损伤规律。本文首先给出了电磁脉冲的分类以及不同类型的电磁脉冲的波形,同时研究了不同波形的电磁脉冲的关键参数。然后分析了电磁脉冲对集成电路的损伤效应,给出了电路与器件的损伤机理与损伤模式。针对互连线的电磁脉冲损伤规律的研究,重点分析了电迁移效应,电迁移是引起互连线失效的主要原因,互连线电迁移的诱发因素是电流密度和温度。首先结合麦克斯韦方程以及电磁仿真软件COMSOL建立金属互连线仿真模型,分别研究入射电场强度、延迟时间以及时间衰减常数对金属互连线感应电动势的影响。仿真结果表明,当入射电场为高斯脉冲形式时,互连线上感应电动势的波形与正弦波波形非常相似,入射电场强度越大,金属互连线的感应电动势幅值越大,延迟时间对感应电动势的幅值没有影响,但是延迟时间越大,感应电动势到达峰值所用时间也就越长,时间衰减常数越大,感应电动势的幅值越小,并且感应电动势到达峰值的时间越短。然后研究了脉冲频率、脉冲重复率以及脉冲极化角对互连线电热场分布的影响。仿真结果表明,电磁脉冲频率越小,互连线耦合能量越多,互连线温度就越高,脉冲重复率越大,互连线的温度上升速度越快,水平极化角下互连线的温度上升速度比垂直极化角下的温度上升速度快。针对集成电路的电磁脉冲损伤规律的研究,本文选取CMOS反相器作为研究对象,CMOS反相器是数字集成电路的基本单元模块,结构简单,首先分析了反相器的损伤机理,重点分析了闩锁效应,闩锁效应是引起反相器失效的主要原因。然后使用器件仿真软件Sentaurus建立反相器模型,仿真反相器的瞬态特性,仿真结果显示,所建反相器模型工作正常。然后研究注入电磁脉冲的功率、脉冲宽度以及频率对反相器性能的影响,仿真结果显示,注入电磁脉冲功率较低时,反相器性能只是短暂的受到干扰,电磁脉冲不再作用后反相器能够恢复正常工作状态,当功率达到一定阈值时,反相器的性能会受到永久性损伤,脉冲宽度越大,反相器的损伤阈值越小,频率越小,反相器的损伤阈值也越小。最后研究了脉冲功率以及频率对反相器内部电热场分布的影响,仿真结果显示,脉冲功率较低时,电源电流只在电磁脉冲作用时间内缓慢上升,之后又迅速下降,反相器内部的峰值温度也只在电磁脉冲作用时有一定的上升,之后迅速降低到初始温度,当功率达到一定阈值时,反相器内部温度会迅速上升,达到器件的烧毁温度,脉冲频率会影响衬底注入电荷总量以及反相器内部过剩载流子的浓度,注入电磁脉冲频率越高,过剩载流子的浓度越低,因此需要更大的电压或者功率幅值才能引发闩锁效应。