本文關(guān)鍵詞：基于SOI CMOS的SRAM單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)參數(shù)提取技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： SOI SRAM 單粒子翻轉(zhuǎn) 翻轉(zhuǎn)閾值 臨界電荷

【摘要】：本論文受國(guó)家973基金項(xiàng)目“SOI器件抗輻照項(xiàng)目（No.6131720303）”的支持。隨著航天事業(yè)和核技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)微電子器件的高性能和高可靠性有了更迫切的需求。在外空間和核爆等輻射環(huán)境中，存在多種射線和粒子，會(huì)引發(fā)電路的各種不良效應(yīng)，甚至使整個(gè)電路受到損壞，造成不可預(yù)測(cè)的嚴(yán)重后果。并且隨著集成電路工藝技術(shù)的提高，器件的尺寸也越來(lái)越小，單粒子效應(yīng)對(duì)航天環(huán)境中電子設(shè)備的造成的影響也越來(lái)越嚴(yán)重。與傳統(tǒng)的體硅器件相比，SOI器件具有更強(qiáng)的抗單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)能力。而且SOI技術(shù)徹底消除了體硅MOS器件的閂鎖效應(yīng)，其電路還具有速度高、功耗低、集成度高等許多優(yōu)點(diǎn)，因此SOI技術(shù)被廣泛應(yīng)用于軍事航天電子中。 6T SRAM是由兩個(gè)反相器構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)電路，是航天電子系統(tǒng)中對(duì)單粒子效應(yīng)敏感的存儲(chǔ)單元。為了能夠簡(jiǎn)單快速地模擬6T SRAM的單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)并提取關(guān)鍵參數(shù)。本論文主要對(duì)基于SOI CMOS的6T SRAM的單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)的進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，獲得翻轉(zhuǎn)閾值、臨界電荷、恢復(fù)時(shí)間和功耗等關(guān)鍵參數(shù)，，對(duì)新型SOI MOS器件的抗單粒子特性進(jìn)行評(píng)估。首先用器件仿真軟件ISE-TCAD對(duì)單粒子條件下的單個(gè)SOI NMOS器件進(jìn)行二維數(shù)值模擬，分析粒子LET值、漏極偏置電壓、入射位置和入射角度這四種因素對(duì)瞬態(tài)脈沖電流的影響，在此基礎(chǔ)上得到最壞情況下的單粒子入射SOI NMOS器件產(chǎn)生的瞬態(tài)脈沖電流。威布爾分布函數(shù)是可靠性研究領(lǐng)域中使用最為廣泛的模型，形狀參數(shù)的存在，使得威布爾分布函數(shù)模型在曲線的擬合上十分靈活。利用Matlab軟件將原始脈沖電流數(shù)據(jù)擬合成威布爾分布函數(shù)，得到威布爾分布函數(shù)的三個(gè)特征參數(shù)。將分段線性模型脈沖電流加入到Hspice仿真網(wǎng)表中，使用電路級(jí)仿真得到SRAM單元的翻轉(zhuǎn)閾值、臨界電荷等關(guān)鍵參數(shù)。將分段線性模型和威布爾分布模型仿真結(jié)果做對(duì)比，二者幾乎一致。同時(shí)對(duì)6T SRAM進(jìn)行混合級(jí)仿真并獲得關(guān)鍵參數(shù)。當(dāng)空間中的器件和集成電路暴露在總劑量電離輻射環(huán)境下，SOI器件的抗單粒子特性會(huì)惡化。因此，本文也研究了不同總劑量輻照對(duì)SRAM單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響，并和單粒子條件下的仿真結(jié)果做對(duì)比，發(fā)現(xiàn)總劑量耦合條件下SOI MOS器件的抗單粒子翻轉(zhuǎn)特性有所惡化。最后對(duì)加固型ROCK SRAM進(jìn)行單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)仿真，并和未加固的6T SRAM進(jìn)行對(duì)比。
【關(guān)鍵詞】：SOI SRAM 單粒子翻轉(zhuǎn) 翻轉(zhuǎn)閾值 臨界電荷
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP333
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 SOI 技術(shù)10-12
• 1.3 輻照效應(yīng)12-14
• 1.3.1 單粒子效應(yīng)13-14
• 1.3.2 總劑量效應(yīng)14
• 1.4 本文主要工作14-16
• 第二章 SOI 器件的單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)16-32
• 2.1 SOI 器件中的單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)16-19
• 2.1.1 單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)16-17
• 2.1.2 SOI NMOS 中的單粒子效應(yīng)17-19
• 2.2 單粒子入射產(chǎn)生的脈沖電流19-26
• 2.2.1 SOI MOS 器件的二維模型20-21
• 2.2.2 物理模型及仿真流程21-22
• 2.2.3 不同因素對(duì)瞬態(tài)電流的影響22-25
• 2.2.4 單粒子入射 SOI NMOS 的最大脈沖電流25-26
• 2.3 瞬態(tài)電流脈沖 Weibull 模型建模26-29
• 2.3.1 Weibull 模型和特征參數(shù)推導(dǎo)26-28
• 2.3.2 Weibull 模型擬合28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-32
• 第三章 6TSRAM 的單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)32-50
• 3.1 6T SRAM 單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)32-35
• 3.1.1 引言32
• 3.1.2 6T SRAM 的單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)原理32-35
• 3.2 電路級(jí)仿真35-39
• 3.2.1 基于 SOI CMOS 的 SRAM 單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)電路級(jí)仿真35-38
• 3.2.2 基于 weibull 模型的電路級(jí)仿真38-39
• 3.3 混合級(jí)仿真39-42
• 3.4 總劑量耦合條件下的 SRAM 單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)42-48
• 3.4.1 總劑量耦合條件下的脈沖電流42-44
• 3.4.2 電路級(jí)仿真44-45
• 3.4.3 總劑量耦合條件下的關(guān)鍵參數(shù)45-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 第四章 單粒子效應(yīng)模擬方法在 SRAM 加固設(shè)計(jì)中的應(yīng)用50-54
• 4.1 引言50-51
• 4.2 加固存儲(chǔ)單元的單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)仿真51-54
• 4.2.1 基于 SOI 的 ROCK 單元的單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)仿真51-54
• 第五章 總結(jié)和展望54-56
• 致謝56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 郭紅霞,張義門,陳雨生,周輝,肖偉堅(jiān),龔仁喜,賀朝會(huì),龔建成;MOSFET單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)的二維數(shù)值模擬[J];西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2002年04期

2 卓青青;劉紅俠;郝躍;;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];物理學(xué)報(bào);2012年21期

本文編號(hào)：685561