隨著集成電路制造技術的不斷進步與航天事業(yè)的持續(xù)發(fā)展,單粒子效應對集成電路造成的影響愈發(fā)嚴重。由于SRAM具有集成度高、速度快等特點,被廣泛應用在集成電路中,而SRAM的單粒子翻轉效應是導致航天發(fā)生故障的主要原因之一。此外,單粒子效應實驗具有機時緊張、排隊難、費用高等問題,因此研究SRAM的單粒子效應仿真方法并采用仿真方法來指導實驗具有重要意義。論文首先從器件層面研究了130nm工藝下不同LET的高能粒子入射半導體器件敏感區(qū)域后產(chǎn)生的瞬態(tài)電流。采用Cogenda公司的VisualTCAD工具構建器件三維模型,在敏感區(qū)域入射不同LET值的高能粒子,分別獲得從0.4到100之間26個不同LET的瞬態(tài)電流源模型。論文采用掃描分析的方法,對SRAM的關鍵信號進行單粒子瞬態(tài)效應敏感性分析。根據(jù)SRAM的工作機理,提取SRAM中的關鍵信號并分析其容易受到單粒子瞬態(tài)效應影響的敏感位置。針對每一個關鍵信號,在其敏感位置采用掃描的方法注入不同LET所對應的電流源,仿真不同LET對應的電流源引起的電路響應,最終獲得能導致電路發(fā)生故障的最小LET值。分析結果表明,列譯碼器與靈敏放大器模塊中的關鍵信號對單粒子瞬... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

高能粒子入射電離示意圖

9應、單粒子翻轉效應、單粒子鎖定效應與單粒子多位翻轉效應更受學者的關注。圖2.2 常見單粒子效應分類圖當單個高能粒子入射到反偏的PN結后，電荷收集機制會產(chǎn)生一個瞬態(tài)電流脈沖，該瞬態(tài)脈沖沿著邏輯電路或者模擬電路傳播，形成單粒子瞬態(tài)效應，如圖 2.3 所示。當單粒子瞬態(tài)效應滿足一定條件[13][15][16]時會導致電路發(fā)生故障：（1）高能粒子入射到電路敏感節(jié)點。（2）單粒子瞬態(tài)脈沖沿著組合電路傳播并到達鎖存器或者存儲單元。（3）瞬態(tài)脈沖的電流強度足夠改變存儲單元的邏輯狀態(tài)。（4）瞬態(tài)脈沖恰好出現(xiàn)在鎖存器的敏感窗口。圖2.3 單粒子瞬態(tài)脈沖產(chǎn)生與傳播示意圖在滿足條件（1），（2）和（4）時，瞬態(tài)脈沖在電路傳播中會由于掩蔽效應與展寬效應的原因導致脈沖發(fā)生縮減、變寬或被過濾的情形。掩蔽效應主要分為 3 種，分別為邏輯掩蔽、電氣掩蔽與鎖存窗口掩蔽。邏輯掩蔽是指當邏輯門的一個輸入端固定為一邏輯值后，其輸出值不受其他輸入邏輯的變化而改變的情況下，當單粒子瞬態(tài)脈沖恰好出現(xiàn)其他不受影響的輸入端時，瞬態(tài)脈沖被過濾掉的一種效應。電氣掩蔽效應是指由于邏輯門的輸入負載、輸出負載等不同電氣特性導致瞬態(tài)脈沖經(jīng)過邏輯門后其脈沖寬度會變窄

（3）瞬態(tài)脈沖的電流強度足夠改變存儲單元的邏輯狀態(tài)。（4）瞬態(tài)脈沖恰好出現(xiàn)在鎖存器的敏感窗口。圖2.3 單粒子瞬態(tài)脈沖產(chǎn)生與傳播示意圖在滿足條件（1），（2）和（4）時，瞬態(tài)脈沖在電路傳播中會由于掩蔽效應與展寬效應的原因導致脈沖發(fā)生縮減、變寬或被過濾的情形。掩蔽效應主要分為 3 種，分別為邏輯掩蔽、電氣掩蔽與鎖存窗口掩蔽。邏輯掩蔽是指當邏輯門的一個輸入端固定為一邏輯值后，其輸出值不受其他輸入邏輯的變化而改變的情況下，當單粒子瞬態(tài)脈沖恰好出現(xiàn)其他不受影響的輸入端時，瞬態(tài)脈沖被過濾掉的一種效應。電氣掩蔽效應是指由于邏輯門的輸入負載、輸出負載等不同電氣特性導致瞬態(tài)脈沖經(jīng)過邏輯門后其脈沖寬度會變窄，經(jīng)過多個這樣的邏輯門后，脈沖可能被消除的效應。鎖存窗口掩蔽是指瞬態(tài)脈沖傳播到鎖存器但不在鎖存器的鎖存窗口期，導致瞬態(tài)脈沖沒有被鎖存而是被過濾的效應。圖 2.4 為三種掩蔽效應的原理圖[42]。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]深亞微米下SET故障模擬技術的研究[D]. 葉世旺.電子科技大學 2014
[3]超深亞微米器件單粒子翻轉率計算方法研究[D]. 邵隆.西安電子科技大學 2013
[4]單粒子效應電路模擬方法研究[D]. 劉征.國防科學技術大學 2006



本文編號：2987880