深亞微米抗輻照EEPROM單元及ESD設(shè)計(jì).pdf

1、TheResearchofRadiationHardenedEEPROMCellandESDDesigninDeepSub—micronSiTechnologyAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYTIANHaiyanSupervisedbyProfessorLIBingandSeniorEngineer(resea

2、rcher)FENGQingCollegeofSoftwareSoutheastUniversityOctober10，2015摘要摘要EEPROM作為非揮發(fā)存儲(chǔ)設(shè)備，大量用于航空與航天領(lǐng)域。但是由于空間應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性，存儲(chǔ)陣列常常會(huì)受到輻射的影響而使關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失或器件失效，ESD保護(hù)結(jié)構(gòu)也受到一定的破壞，使得常規(guī)的ESD保護(hù)結(jié)構(gòu)不再有保護(hù)芯片內(nèi)部電路的能力。如何滿足空間應(yīng)用的需要，提高EEPROM的抗輻照性能，是多年來(lái)研究的熱點(diǎn)。本

3、文從輻射效應(yīng)對(duì)器件的影響機(jī)理入手，分析了EEPROM的存儲(chǔ)單元及常規(guī)ESD保護(hù)電路在輻射環(huán)境中的失效機(jī)理。且為了減小總劑量效應(yīng)的影響，本文新設(shè)計(jì)了一種FLOTOX單元。該單元減薄了器件氧化層的厚度，并通過(guò)改進(jìn)器件結(jié)構(gòu)，消除了寄生的MOS管，將單元抗總劑量輻射能力從50kRad(Si)提升至150kRad(Si)以上?；诂F(xiàn)有的商用線工藝，我們通常使用薄外延片來(lái)減小單粒子閂鎖效應(yīng)的影響，但是低阻襯底會(huì)降低NMOS器件的ESD能力。本文在E

4、SD設(shè)計(jì)時(shí)，利用0181tmEEPROM工藝中的固有版次，改進(jìn)了NMOS器件的結(jié)構(gòu)，使之ESD性能大幅提高，有效抑制了輻射對(duì)ESD器件的影響。本文的研究成果已應(yīng)用于一款抗輻照EEPROM電路設(shè)計(jì)中。經(jīng)加固后，電路抗總劑量150kRad(Si)，抗單粒子閂鎖效)立90MeVcm2／mg，抗單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)≥15MeVcmZ／mg，人體模型ESD等級(jí)達(dá)3kV。上述各參數(shù)均達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。關(guān)鍵字：總劑量效應(yīng)，單粒子效應(yīng)，非易失存儲(chǔ)器，抗輻照設(shè)