空間輻射環(huán)境對(duì)宇航電子系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)峻的可靠性威脅。納米集成電路具有高性能、高集成度等優(yōu)點(diǎn),是未來(lái)宇航電子系統(tǒng)的必然選擇。輻射效應(yīng)嚴(yán)重影響納米集成電路的可靠性,尤其是單粒子效應(yīng),限制它廣泛用于宇航電子系統(tǒng)。隨著集成電路工藝節(jié)點(diǎn)的縮小,集成電路晶體管密度提高、工作電壓降低、工作頻率增加等變化和空間多種輻射效應(yīng)并存、溫度變化范圍廣等特點(diǎn)導(dǎo)致納米邏輯電路的單粒子效應(yīng)研究愈發(fā)具有挑戰(zhàn)性。本文深入研究納米體硅CMOS工藝邏輯電路中單粒子效應(yīng)的產(chǎn)生與傳播受電路工作電壓、頻率和版圖結(jié)構(gòu)這些電路內(nèi)在因素以及溫度和總劑量?jī)煞N空間環(huán)境變量的影響規(guī)律及其機(jī)理。針對(duì)納米邏輯電路中單粒子翻轉(zhuǎn)（SEU）軟錯(cuò)誤的傳播規(guī)律,研究傳播規(guī)律受電路工作電壓、工作頻率的影響,量化了SEU軟錯(cuò)誤的傳播概率模型;在考慮觸發(fā)器內(nèi)主從鎖存器的SEU截面差異的基礎(chǔ)上,提出改進(jìn)現(xiàn)有SEU軟錯(cuò)誤的傳播模型,有效提高了現(xiàn)有模型的準(zhǔn)確性;并且基于改進(jìn)的模型,結(jié)合實(shí)驗(yàn)和仿真,提出定量評(píng)估觸發(fā)器鏈邏輯電路單粒子軟錯(cuò)誤動(dòng)態(tài)截面的方法。針對(duì)版圖結(jié)構(gòu)對(duì)納米邏輯電路中單粒子瞬態(tài)（SET）的影響,重點(diǎn)研究了保護(hù)環(huán)加固與商用版圖結(jié)構(gòu)電路對(duì)單粒子多瞬態(tài)效應(yīng)的敏感性... 

【文章頁(yè)數(shù)】：124 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 空間輻射環(huán)境
    1.3 邏輯電路的輻射效應(yīng)
        1.3.1 單粒子效應(yīng)和總劑量效應(yīng)
        1.3.2 邏輯電路的單粒子效應(yīng)
    1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 納米邏輯電路SEU軟錯(cuò)誤傳播規(guī)律
        1.4.2 版圖結(jié)構(gòu)對(duì)納米邏輯電路SET影響
        1.4.3 總劑量對(duì)納米邏輯電路SEE影響
        1.4.4 溫度對(duì)納米邏輯電路SEE影響
    1.5 論文研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)
第2章 納米邏輯電路SEU軟錯(cuò)誤傳播規(guī)律的研究
    2.1 本章引論
    2.2 邏輯電路SEU傳播模型分析和仿真驗(yàn)證
        2.2.1 現(xiàn)有的邏輯電路SEU傳播模型分析
        2.2.2 現(xiàn)有的邏輯電路SEU傳播模型仿真驗(yàn)證
        2.2.3 改進(jìn)的邏輯電路SEU傳播模型
    2.3 改進(jìn)的邏輯電路SEU傳播模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        2.3.1 電路設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
    2.4 改進(jìn)的邏輯電路SEU傳播模型的應(yīng)用
        2.4.1 觸發(fā)器SEU軟錯(cuò)誤的加固策略
        2.4.2 邏輯電路SEE軟錯(cuò)誤動(dòng)態(tài)截面評(píng)估
    2.5 單粒子軟錯(cuò)誤傳播規(guī)律的影響因素
        2.5.1 電路設(shè)計(jì)
        2.5.2 組合邏輯延遲時(shí)間的影響
        2.5.3 入射粒子LET值的影響
        2.5.4 觸發(fā)器抗SEU性能的影響
        2.5.5 邏輯電路單粒子軟錯(cuò)誤截面的預(yù)測(cè)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 版圖結(jié)構(gòu)對(duì)納米邏輯電路SET影響的研究
    3.1 本章引論
    3.2 電路設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.1 電路設(shè)計(jì)
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
        3.3.1 SET脈沖寬度測(cè)量精度和測(cè)量下限的標(biāo)定
        3.3.2 SET脈沖寬度展寬因子的標(biāo)定
        3.3.3 重離子垂直入射實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.3.4 重離子斜入射實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.3.5 激光微束單粒子效應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.3.6 對(duì)比分析和討論
    3.4 本章小結(jié)
第4章 總劑量對(duì)納米邏輯電路SEE影響的研究
    4.1 本章引論
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
    4.3 總劑量致靜態(tài)漏電流變化
    4.4 總劑量對(duì)邏輯電路SEU的影響
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
    4.5 總劑量對(duì)邏輯電路SET的影響
        4.5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
    4.6 本章小結(jié)
第5章 溫度對(duì)納米邏輯電路SEE影響的研究
    5.1 本章引論
    5.2 電路設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.1 電路設(shè)計(jì)
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
    5.3 溫度對(duì)邏輯電路SEU影響
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
    5.4 溫度對(duì)邏輯電路SET的影響
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 研究總結(jié)
    6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 需進(jìn)一步開(kāi)展的研究
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Temperature and drain bias dependence of single event transient in 25-nm FinFET technology[J]. 秦軍瑞,陳書明,李達(dá)維,梁斌,劉必慰.  Chinese Physics B. 2012(08)
[2]SET傳播過(guò)程中的脈沖展寬效應(yīng)[J]. 梁斌,陳書明,劉必慰,劉征.  半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2008(09)

碩士論文
[1]組合電路SET若干效應(yīng)及軟錯(cuò)誤率分析[D]. 杜延康.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[2]標(biāo)準(zhǔn)單元抗單粒子瞬態(tài)效應(yīng)版圖加固技術(shù)與驗(yàn)證方法研究[D]. 劉真.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3666490