發(fā)布時間：2020-12-04 03:54

　　隨著集成電路制造工藝的進(jìn)步、器件特征尺寸的縮小、系統(tǒng)工作電壓的降低和工作頻率的提高,宇宙環(huán)境中存在的輻射效應(yīng)對宇航器芯片的影響日益凸顯,嚴(yán)重影響各國航天航空領(lǐng)域的發(fā)展。高能粒子轟擊集成電路敏感區(qū)域?qū)a(chǎn)生單粒子瞬態(tài)脈沖,進(jìn)而可能引起存儲數(shù)據(jù)錯誤,影響后續(xù)計(jì)算,甚至導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰。體硅工藝下,傳統(tǒng)的單粒子效應(yīng)研究主要圍繞在器件敏感區(qū)域漏極,近年來國際上一些研究表明,器件的瞬態(tài)電流脈沖和電荷收集與粒子入射位置有關(guān)。本文在研究單粒子效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)理和已有SET電流源注入脈沖模型的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究粒子入射位置在阱區(qū)時單粒子效應(yīng)對傳統(tǒng)硅工藝器件產(chǎn)生的影響。本文的主要工作如下:1、基于90nm雙阱工藝,分別對NMOS和PMOS進(jìn)行器件三維建模,并與SMIC 90nm庫進(jìn)行工藝校準(zhǔn),校準(zhǔn)結(jié)果表明本文建立的器件三維模型與實(shí)際結(jié)果貼合性很高,為后續(xù)章節(jié)器件級單粒子效應(yīng)研究的展開提供了準(zhǔn)確的模型支持。2、進(jìn)行器件級單粒子效應(yīng)研究,研究發(fā)現(xiàn)NMOS、PMOS和CMOS反相器的SET電流形狀、電壓特性均受粒子入射位置和LET值影響。入射位置與漏極邊界的距離增大將減小器件收集電荷,電流峰值;LET值增大將增大器件... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要工作
    1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 單粒子效應(yīng)理論基礎(chǔ)
    2.1 單粒子效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理
    2.2 單粒子瞬態(tài)的傳播
    2.3 單粒子瞬態(tài)模擬方法
        2.3.1 基于器件級的仿真模擬
        2.3.2 基于電路級的仿真模擬
        2.3.3 基于器件-電路級的仿真模擬
    2.4 電流源注入脈沖模型
        2.4.1 雙指數(shù)注入脈沖模型
        2.4.2 瞬態(tài)注入脈沖模型
    2.5 反相器翻轉(zhuǎn)機(jī)制
    2.6 本章小節(jié)
第三章 器件級單粒子效應(yīng)研究
    3.1 引言
    3.2 三維器件模型建立
        3.2.1 Sentaurus TCAD工具簡介
        3.2.2 三維器件建模與工藝校準(zhǔn)
        3.2.3 重離子仿真參數(shù)設(shè)置
    3.3 粒子入射位置對SET脈沖的影響
        3.3.1 NMOS器件入射位置改變對SET的影響
        3.3.2 PMOS器件入射位置改變對SET的影響
        3.3.3 反相器入射位置改變對SET的影響
    3.4 LET值對SET脈沖的影響
        3.4.1 NMOS LET值改變對SET的影響
        3.4.2 PMOS LET值改變對SET的影響
        3.4.3 反相器LET值改變對SET的影響
    3.5 本章小節(jié)
第四章 一維獨(dú)立SET電流脈沖注入模型研究
    4.1 引言
    4.2 PN結(jié)一維SET電流脈沖建模
        4.2.1 PN結(jié)一維SET電流脈沖模型
        4.2.2 PN結(jié)一維SET電流脈沖模型修正
    4.3 單個晶體管SET脈沖建模
        4.3.1 一維電流源注入模型修正
        4.3.2 NMOS雙極放大效應(yīng)與入射位置的關(guān)系
        4.3.3 PMOS雙極放大效應(yīng)與入射位置的關(guān)系
    4.4 SPICE仿真驗(yàn)證
        4.4.1 PN結(jié)SET電流脈沖模型驗(yàn)證
        4.4.2 單個晶體管SET電流脈沖模型驗(yàn)證
    4.5 本章小節(jié)
第五章 一維耦合SET電流脈沖注入模型研究
    5.1 引言
    5.2 獨(dú)立電流源與耦合電流源的區(qū)別
    5.3 一維耦合SET電流脈沖注入模型建模
    5.4 SPICE仿真驗(yàn)證
    5.5 本章小節(jié)
第六章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻碩期間取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]NMOS器件中單粒子瞬態(tài)電流收集機(jī)制的二維數(shù)值分析[J]. 卓青青,劉紅俠,郝躍.  物理學(xué)報. 2012(21)
[2]帶有n+深阱的三阱CMoS工藝中寄生NPN雙極效應(yīng)及其對電荷共享的影響[J]. 劉必慰,陳建軍,陳書明,池雅慶.  物理學(xué)報. 2012(09)
[3]NBTI效應(yīng)導(dǎo)致SET脈沖在產(chǎn)生與傳播過程中的展寬[J]. 陳建軍,陳書明,梁斌,劉征,劉必慰,秦軍瑞.  電子學(xué)報. 2011(05)
[4]90納米CMOS雙阱工藝下STI深度對電荷共享的影響[J]. 劉衡竹,劉凡宇,劉必慰,梁斌.  國防科技大學(xué)學(xué)報. 2011(02)
[5]質(zhì)子單粒子翻轉(zhuǎn)截面計(jì)算方法[J]. 賀朝會,陳曉華,李國政,楊海亮.  中國空間科學(xué)技術(shù). 2000(05)
[6]CMOS SRAM單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)的解析分析[J]. 賀朝會,李國政,羅晉生,劉恩科.  半導(dǎo)體學(xué)報. 2000(02)
[7]單粒子效應(yīng)對衛(wèi)星空間運(yùn)行可靠性影響[J]. 王長河.  半導(dǎo)體情報. 1998(01)

博士論文
[1]納米CMOS集成電路單粒子瞬態(tài)的若干機(jī)理研究[D]. 何益百.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[2]輻照環(huán)境中通信數(shù)字集成電路軟錯誤預(yù)測建模研究[D]. 周婉婷.電子科技大學(xué) 2014
[3]集成電路單粒子效應(yīng)建模與加固方法研究[D]. 劉必慰.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]單粒子效應(yīng)電路模擬方法研究[D]. 劉征.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006



本文編號：2896974