發(fā)布時間：2017-07-15 18:08

  本文關(guān)鍵詞：鐵電存儲器的輻射效應(yīng)研究與加固設(shè)計

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【摘要】：鐵電存儲器(FRAM)是一種利用鐵電效應(yīng)進(jìn)行存儲的RAM結(jié)構(gòu)的器件,它將鐵電薄膜技術(shù)與半導(dǎo)體工藝相結(jié)合。作為先進(jìn)半導(dǎo)體存儲器的一種,鐵電存儲器具有:高速,低功耗,非易失性,抗輻照等特點,已經(jīng)被應(yīng)用于IC卡、嵌入式微處理器,RFID,空間技術(shù)等領(lǐng)域。在航空航天領(lǐng)域,FRAM所表現(xiàn)的抗輻照性能也受到各國研究者的高度重視。本文的主要工作有以下幾點:(1)研究了鐵電薄膜的極化原理、讀寫單元結(jié)構(gòu)及時序,確定應(yīng)用2T2C結(jié)構(gòu)來提高設(shè)計的可靠性。同時研究了鐵電存儲器的電路組成,各個模塊的作用、原理以及電路結(jié)構(gòu)。(2)由于鐵電薄膜外圍電路由CMOS器件組成,因此本文運用器件仿真完成了NMOS晶體管的器件建模,仿真其I-V特性,以及單粒子入射后漏極電流大小。并研究了不同入射點、粒子能量以及入射時間對關(guān)態(tài)NMOS晶體管漏極電流大小的影響。(3)研究了單粒子翻轉(zhuǎn),單粒子閂鎖和的原理,并提出了相應(yīng)的抗輻照加固措施,運用電路仿真對單粒子翻轉(zhuǎn)加固措施進(jìn)行驗證。同時研究了總劑量效應(yīng)的原理并提出抗總劑量效應(yīng)加固措施。(4)基于華潤上華(CSMC)0.5μm CMOS工藝庫并結(jié)合電子科技大學(xué)鐵電薄膜制備工藝,完成了一款512bit并行抗輻照鐵電存儲器的電路設(shè)計與版圖設(shè)計,對完成的設(shè)計進(jìn)行仿真驗證。
【關(guān)鍵詞】：輻照效應(yīng) 單粒子效應(yīng) 總劑量效應(yīng) 抗輻照加固 抗輻照鐵電存儲器
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP333
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 半導(dǎo)體存儲器介紹9-11
• 1.2 鐵電存儲器的優(yōu)點及應(yīng)用11-12
• 1.3 輻照環(huán)境以及抗輻照加固方法介紹12-14
• 1.3.1 空間環(huán)境介紹12-13
• 1.3.2 單粒子效應(yīng)及其影響13
• 1.3.3 總劑量效應(yīng)介紹及其影響13-14
• 1.3.4 抗輻照加固技術(shù)14
• 1.4 鐵電存儲器國內(nèi)外研究狀況14-16
• 1.4.1 國外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 鐵電存儲器相關(guān)理論研究18-27
• 2.1 鐵電材料及鐵電效應(yīng)18
• 2.2 FRAM讀寫原理18-21
• 2.2.1 FRAM存儲單元結(jié)構(gòu)18-20
• 2.2.2 2T-2C存儲單元讀寫時序20-21
• 2.3 FRAM模塊設(shè)計21-26
• 2.3.1 陣列設(shè)計21-22
• 2.3.2 地址通路設(shè)計22-24
• 2.3.3 數(shù)據(jù)通路設(shè)計24-25
• 2.3.4 電荷泵25-26
• 2.3.5 時序控制單元26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 輻照效應(yīng)研究與抗輻照加固27-44
• 3.1 SEU輻照效應(yīng)研究27-36
• 3.1.1 sentaurus器件仿真平臺27-28
• 3.1.2 NMOS器件模型28-30
• 3.1.3 NMOS器件I-V特性仿真30-31
• 3.1.4 NMOS晶體管單粒子效應(yīng)仿真31-36
• 3.2 抗輻照加固技術(shù)36-43
• 3.2.1 抗單粒子翻轉(zhuǎn)鎖存器設(shè)計36-40
• 3.2.2 抗單粒子閂鎖加固措施與版圖的模塊設(shè)計40-42
• 3.2.3 抗總劑量加固措施42-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 第四章 抗輻照鐵電存儲器設(shè)計與實現(xiàn)44-54
• 4.1 抗輻照鐵電存儲器電路設(shè)計44-46
• 4.1.1 FRAM整體設(shè)計與模塊劃分44-45
• 4.1.2 FRAM讀寫時序45
• 4.1.3 DICE抗單粒子加固45-46
• 4.2 FRAM整體電路仿真46
• 4.3 FRAM版圖設(shè)計46-51
• 4.3.1 版圖設(shè)計流程47-48
• 4.3.2 環(huán)形柵與半環(huán)形柵以及保護(hù)環(huán)加固措施48
• 4.3.3 存儲單元及陣列版圖模塊48-49
• 4.3.4 字線地址譯碼驅(qū)動及電荷泵版圖模塊49
• 4.3.5 敏感放大器版圖模塊49
• 4.3.6 端口設(shè)計49-50
• 4.3.7 其他模塊版圖設(shè)計50
• 4.3.8 電源網(wǎng)格與布局布線50-51
• 4.3.9 版圖驗證51
• 4.4 版圖的后仿真51-53
• 4.4.1 寄生參數(shù)的提取51-52
• 4.4.2 后仿真結(jié)果52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第五章 總結(jié)與展望54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果60-61

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：545080