【摘要】：航空航天設(shè)備所處的空間環(huán)境中充斥著各類高能粒子。當(dāng)單個(gè)高能粒子入射到航空航天設(shè)備當(dāng)中的半導(dǎo)體器件后,就會(huì)引起半導(dǎo)體材料發(fā)生電離效應(yīng),從而可能引起該半導(dǎo)體器件甚至該器件所處系統(tǒng)的單粒子瞬態(tài)效應(yīng),導(dǎo)致航空航天設(shè)備的功能失效或者損毀�，F(xiàn)代半導(dǎo)體工業(yè)已進(jìn)入成熟的納米級(jí)工藝時(shí)代。器件特征尺寸的縮減、閾值電壓的降低以及器件間距的縮短等諸多影響,都使得航空航天設(shè)備的單粒子瞬態(tài)效應(yīng)越來(lái)越顯著。因此,對(duì)單粒子瞬態(tài)效應(yīng)以及其加固方法的研究很有必要�；谏鲜鍪聦�(shí),本文就場(chǎng)效應(yīng)晶體管分立器件不同加固結(jié)構(gòu)對(duì)單粒子瞬態(tài)效應(yīng)的影響做了相關(guān)研究。本文研究了單粒子瞬態(tài)效應(yīng)在單個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的作用機(jī)理,在理論基礎(chǔ)之上予以推導(dǎo)擴(kuò)展,通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù),數(shù)值模擬仿真了場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本特性和不同單粒子入射情況下半導(dǎo)體器件中的單粒子瞬態(tài)效應(yīng)。同時(shí),結(jié)合仿真結(jié)果與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,提出新型的抗單粒子瞬態(tài)效應(yīng)加固結(jié)構(gòu),并從多維角度測(cè)試加固結(jié)構(gòu)的電學(xué)基本特性及抗單粒子瞬態(tài)性能,在確保加固半導(dǎo)體器件擁有合理電學(xué)參數(shù)的前提之下整體提高了場(chǎng)效應(yīng)晶體管單粒子瞬態(tài)效應(yīng)加固能力。本文主要包括以下內(nèi)容與結(jié)論:1.利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)45 nm特征尺寸的NMOS管和經(jīng)典保護(hù)漏加固結(jié)構(gòu)進(jìn)行了不同單粒子入射情況下的三維單器件數(shù)值模擬仿真和混合模擬仿真,分別從單個(gè)半導(dǎo)體器件和電路級(jí)兩個(gè)角度研究了兩種結(jié)構(gòu)的單粒子瞬態(tài)效應(yīng)。仿真結(jié)果表明,經(jīng)典保護(hù)漏加固結(jié)構(gòu)因?yàn)槠涓郊与姌O所產(chǎn)生電勢(shì)對(duì)漏極的影響,在45 nm及以下特征尺寸當(dāng)中不再具有單粒子瞬態(tài)效應(yīng)加固的能力。2.通過(guò)對(duì)保護(hù)漏加固結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展與延伸,設(shè)計(jì)出基于45 nm特征尺寸的漏墻加固結(jié)構(gòu)。不同單粒子入射情況下的三維單器件數(shù)值模擬仿真和混合模擬仿真結(jié)果表明,漏墻加固結(jié)構(gòu)的附加電極所產(chǎn)生電勢(shì)不會(huì)對(duì)漏極產(chǎn)生任何影響,確保了場(chǎng)效應(yīng)晶體管的正常工作能力,且附加電極能夠有效地降低單粒子瞬態(tài)效應(yīng)對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的影響。3.構(gòu)建出基于45 nm特征尺寸的絕緣體上漏源加固結(jié)構(gòu)三維數(shù)值模型。通過(guò)對(duì)單器件數(shù)值模擬仿真和混合模擬仿真的數(shù)據(jù)分析,得出絕緣體上漏源加固結(jié)構(gòu)同樣具有優(yōu)異的抗單粒子瞬態(tài)效應(yīng)能力。同時(shí),這一結(jié)構(gòu)還彌補(bǔ)了絕緣體上硅結(jié)構(gòu)的散熱問(wèn)題與漏墻加固結(jié)構(gòu)只能用于NMOS管的應(yīng)用問(wèn)題。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN386

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1 Hiroshi Hatano,Satoru TaKatsuka,張正t，

本文編號(hào)：2546788