抗輻射SOI CMOS器件結(jié)構(gòu)的研究與設(shè)計.pdf

1、近年來空間技術(shù)的快速發(fā)展,使越來越多的電子設(shè)備應(yīng)用于空間設(shè)備中,空間中的輻射環(huán)境給這些電子設(shè)備帶來了很大的危害。由于SOI MOSFET其獨特的結(jié)構(gòu)使其具有較強的抗單粒子輻射的能力,但其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)也使其對抗總劑量輻射效應(yīng)比傳統(tǒng)體硅器件復(fù)雜的多。通過對國內(nèi)外有關(guān)SOI MOSFET器件抗總劑量輻射效應(yīng)的研究狀況進行系統(tǒng)化的調(diào)研,本論文針對H形柵和環(huán)形柵的SOI MOSFET結(jié)構(gòu)的抗總劑量輻射效應(yīng)進行了研究,并對條形柵、H形柵和環(huán)形柵SOI

2、 MOSFET結(jié)構(gòu)進行總劑量輻射效應(yīng)模擬仿真。
　　通過對總劑量輻射效應(yīng)基本原理及其對SOI MOSFET影響、H形柵和環(huán)形柵SOI器件抗輻射結(jié)構(gòu)原理、TCAD模擬仿真等方面的研究和分析,本論文在以下幾個方面取得一定的研究成果:
　　1、通過 CMOS器件的總劑量輻射效應(yīng)機理和現(xiàn)有抗輻射器件結(jié)構(gòu)的分析,深入探討了CMOS器件電學(xué)特性退化機制(閾值電壓漂移、泄露電流等),為下一步提出抗總劑量 SOI MOSFET結(jié)構(gòu)打下基礎(chǔ);

3、
　　2、本文分析和設(shè)計了具有較好抗總劑量輻射能力的H形柵、正方形柵、圓形柵三種SOI MOSFET結(jié)構(gòu),并對三種器件結(jié)構(gòu)進行了縱向結(jié)構(gòu)和橫向尺寸的設(shè)計?；?.8?m SOI CMOS工藝,優(yōu)化設(shè)計了W/L分別為2?m/0.8?m、4?m/0.8?m、 m6?m/0.8?的H形柵、正方形柵、圓形柵SOI MOSFET;
　　3、針對優(yōu)化設(shè)計的三種抗輻射SOI器件(H形柵、正方形柵和圓形柵),利用Sentaurus TCAD

4、軟件3D模擬仿真進行抗輻射SOI器件性能的評估。在Sentaurus TCAD軟件環(huán)境中,分別建立條柵、W/L分別為2?m/0.8?m、4?m/0.8?m、6?m/0.8?m的H形柵、正方形柵和圓形柵SOI MOSFET器件結(jié)構(gòu),并進行了總劑量輻射前后不同器件結(jié)構(gòu)的電學(xué)特性仿真和分析,獲取了不同柵形狀的SOI MOSFET電學(xué)特性隨總劑量輻射劑量變化的變化關(guān)系規(guī)律。從中可以看出,H形柵和環(huán)柵結(jié)構(gòu)的SOI MOSFET具有較好的抗總劑量輻