我國(guó)航天航空事業(yè)正在飛速發(fā)展,航天器對(duì)于高性能且具有抗輻射能力的集成電路（integrated circuits,簡(jiǎn)稱ICs）的需求十分迫切。隨著半導(dǎo)體工藝的不斷進(jìn)步,器件尺寸不斷減小,節(jié)點(diǎn)電容和工作電壓不斷降低,時(shí)鐘頻率不斷上升,單粒子效應(yīng)（Single Event Effect,簡(jiǎn)稱SEE）已逐漸成為空間集成電路發(fā)生軟錯(cuò)誤的主要原因。因此,在納米工藝下對(duì)SEE的研究十分重要。本文針對(duì)65nm CMOS體硅工藝,研究了單管受到粒子轟擊時(shí)的SEE的物理機(jī)理,并對(duì)加固技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析,然后結(jié)合電路設(shè)計(jì)和版圖設(shè)計(jì),提出了反相器鏈、鎖存器和SRAM單元加固結(jié)構(gòu)。本文主要取得了如下幾個(gè)方面的研究成果:（1）研究了N阱摻雜濃度發(fā)生變化時(shí)對(duì)單粒子瞬態(tài)（Single Event Transient,簡(jiǎn)稱SET）效應(yīng)的影響,發(fā)現(xiàn)在適當(dāng)范圍內(nèi)增加N阱的摻雜濃度,可以減弱PMOS管受到粒子轟擊后產(chǎn)生的雙極放大效應(yīng),從而增強(qiáng)PMOS管的抗輻射能力,這為工藝加固提供了一定的理論依據(jù)。對(duì)于針對(duì)單管進(jìn)行加固的隔離技術(shù),當(dāng)截止的PMOS受到粒子轟擊,使用隔離技術(shù)可以有效地抑制雙極放大效應(yīng),在PMOS漏極產(chǎn)生的... 

【文章來(lái)源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２太空中的輻射環(huán)境??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｒａｄｉａｔｉｏｎ?ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ?ｉｎ?ｓｐａｃｅ??

電路中的存儲(chǔ)狀態(tài)發(fā)生改變，邏輯電平出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，但是器件或者電路本身??沒(méi)有發(fā)生毀壞，常見的軟錯(cuò)誤有ＳＥＴ，?ＳＥＵ等。各種單粒子效應(yīng)的類型和錯(cuò)誤??機(jī)制如圖１．３所示。??？單粒子燒毀??（Ｓｉｎｇｌｅ?Ｅｖｅｎｔ?Ｂｕｒｎｏｕｔ，?ＳＥＢ）??？單粒子?xùn)糯???—（Ｓｉｎｇｌｅ?Ｅｖｅｎｔ?Ｇａｔｅ?Ｒｕｐｔｕｒｅ，?ＳＥＧＲ）??＇?Ｃ硬錯(cuò)誤）一?？單粒子位移損傷??（Ｓｉｎｇｌｅ?Ｐａｒｔｉｃｌｅ?Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ?Ｄａｍａｇｅ＊?ＳＰＤＩ））??＾?？單粒子位硬錯(cuò)誤??／?＼?（Ｓｉｎｇｌｅ?Ｈａｒｄ?Ｅｒｒｏｒ，?ＳＨＥ）??粒＼?「???＾?－?？單粒子功能中斷??效?（Ｓｉｎｇｌｅ?Ｅｖｅｎｔ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ?ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ，?ＳＥＦＩ）??＼應(yīng)?？單粒子翻轉(zhuǎn)??＼?Ｊ?（Ｓｉｎｇｌｅ?Ｅｖｅｎｔ?Ｕｐｓｅｔ，?ＳＥＵ）??？?單粒子閂鎖??（Ｓｉｎｇｌｅ?Ｅｖｅｎｔ?Ｌａｔｃｈｕｐ，ＳＥＬ）??－＊單粒子多位翻轉(zhuǎn)????（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ?Ｂｉｔ?Ｕｐｓｅｔ，?ＭＢＵ）??？?單粒子擾動(dòng)??（Ｓｉｎｇｌｅ?Ｅｖｅｎｔ?Ｄｉｓｔｕｒｂ?？?ＳＥＤ）??？單粒子快速反向??（Ｓｉｎｇｌｅ?Ｅｖｅｎｔ?Ｓｎａｐｂａｃｋ

單粒子效應(yīng)于１９７０年首次被發(fā)現(xiàn)，自此太空中、軍用乃至商用的電子線路??中的單粒子效應(yīng)日益受到人們的重視ｔ１５］。半導(dǎo)體材料受到高能粒子轟擊后，會(huì)??發(fā)生電離輻射，電離輻射將以兩種方式產(chǎn)生電荷，圖１．４顯示了電離輻射的詳細(xì)??過(guò)程ｔｌ６］。??第一是直接電離，由高能粒子直接電離產(chǎn)生電荷，這主要由重離子誘發(fā)產(chǎn)生。??重離子是指其核電荷數(shù)大于或等于２的離子。??在帶電粒子轟擊半導(dǎo)體材料并且穿過(guò)半導(dǎo)體材料的過(guò)程中，其能量逐漸損??失，并且沿著其運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)電離出電子－空穴對(duì)。高能粒子在半導(dǎo)體材料中運(yùn)動(dòng)??軌跡的長(zhǎng)短稱為入射深度。通過(guò)將粒子轟擊的目標(biāo)材料的密度進(jìn)行歸一化，用線??性能量傳輸（Ｌｉｎｅａｒ?Ｅｎｅｒｇｙ?Ｔｒａｎｓｆｅｒ，簡(jiǎn)稱ＬＥＴ）表示帶電粒子在穿過(guò)半導(dǎo)體材??６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]SRAM存儲(chǔ)單元抗單粒子翻轉(zhuǎn)研究[D]. 丁朋輝.安徽大學(xué) 2017
[4]基于65NM體硅CMOS工藝SRAM 6管單元抗輻射加固技術(shù)的研究[D]. 李國(guó)慶.安徽大學(xué) 2016
[5]納米集成電路單粒子瞬變中電荷收集機(jī)理及加固方法研究[D]. 林子壬.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
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本文編號(hào)：3120409