基于65NM體硅CMOS工藝SRAM 6管單元抗輻射加固技術(shù)的研究.pdf

1、航天事業(yè)的迅速發(fā)展，使得太空中輻射對(duì)航天器件的損害效應(yīng)越來越受到人們的關(guān)注。即便在地球附近也會(huì)存在能量極高的粒子，這些高能量的粒子可能會(huì)引起存儲(chǔ)單元中數(shù)值的翻轉(zhuǎn)，這種錯(cuò)誤被稱為單粒子翻轉(zhuǎn)(SEU，Single EventUpset)。研究表明，隨著CMOS工藝特征尺寸的縮減，SRAM單元軟錯(cuò)誤發(fā)生幾率持續(xù)增加。傳統(tǒng)的SOI工藝加固設(shè)計(jì)成本高，而電路加固設(shè)計(jì)占用很大的面積開銷。為解決這個(gè)問題，本文從版圖加固的角度，研究基于SMIC65nm

2、體硅CMOS工藝的抗輻射SRAM6管單元的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，課題的主要工作如下:
　　首先介紹了單粒子效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)制，并對(duì)單粒子效應(yīng)的定量計(jì)算、模型建立、仿真方法進(jìn)行探討。然后講述SRAM6管工作原理和分析單粒子對(duì)其影響的機(jī)理。采用Synopsys Sentaurus TCAD工具，對(duì)MOSFET進(jìn)行建模，根據(jù)SMIC65nmMOSFET尺寸及I/V特性進(jìn)行工藝校準(zhǔn);對(duì)反相器進(jìn)行建模，研究版圖間距對(duì)反相器抗單粒子效應(yīng)的影響;給出加固后的

3、反相器模型，對(duì)加固后的反相器進(jìn)行TCAD仿真分析，將其與未加固的反相器進(jìn)行比較，結(jié)果表明采用的保護(hù)環(huán)和保護(hù)漏加固技術(shù)效果明顯。
　　最后，在MOSFET和反相器模型基礎(chǔ)上，對(duì)SRAM6管單元進(jìn)行3D TCAD建模，詳細(xì)研究版圖間距和版圖結(jié)構(gòu)對(duì)SRAM6管單元抗SEU效應(yīng)的影響。在反相器加固技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出對(duì)SRAM6管單元采用保護(hù)環(huán)及保護(hù)漏的加固技術(shù)，采用混合仿真快速驗(yàn)證加固效果?？紤]耦合效應(yīng)，給出SRAM6管單元TCAD加固后