基于FinFET SRAM單粒子效應仿真研究.pdf

1、隨著國防軍事的迅速發(fā)展，IC芯片因輻射效應導致的問題也越來越嚴重，電子元器件及芯片系統(tǒng)在輻射環(huán)境下可靠性研究變得更加重要，從未來發(fā)展來看，抗輻射效應加固的問題可能成為影響整個半導體行業(yè)發(fā)展一個重要因素，對抗輻射問題的研究對半導體技術產(chǎn)生深刻影響。比如，當一個新型元器件研制出來后首先就要對它進行輻射可靠性測試，對芯片系統(tǒng)設計的過程當中提高它的抗輻射能力一直是此過程當中重要目標。因為在實驗室中存在各種局限難以開展空間輻射效應的實驗，所以對輻

2、射效應進行模擬仿真變得很重要，仿真所得數(shù)據(jù)結論也可以對電子元器件或芯片系統(tǒng)設計提供一定參考。
　　本文從介紹各種輻射效應環(huán)境角度出發(fā)，重點分析了單粒子輻射效應對FinFET新型器件的影響，通過對FinFET的單粒子效應的仿真分析得到了下面三個方面的研究成果：
　　1、介紹了FinFET新型器件的工作原理及其優(yōu)勢，并利用Sentaurus TCAD軟件建立了它的三維結構模型，基于重粒子轟擊理論模型模擬了不同能量的重粒子轟擊Fi

3、nFET器件漏極而產(chǎn)生的單粒子效應，研究結果表明，當FinFET漏區(qū)受到重粒子轟擊時，由于重粒子在穿透路徑上沉積能量而產(chǎn)生電子空穴對，并在外電場的作用下分離，從而產(chǎn)生一個漏極脈沖電流，這個電流跟經(jīng)典雙指數(shù)脈沖電流一致，隨粒子的LET值增加而變大。
　　2、通過對比分析得知：體硅FinFET由于比平面MOSFET的敏感體積小因此它的抗單粒子翻轉效應能力強；針對SOI和體硅兩種不同結構的FinFET，SOI結構存在埋氧層隔離使得襯底里

4、面產(chǎn)生的電荷不能被漏端收集，因而SOI結構比體硅結構抗輻射能力好；可以通過適當提高源端電壓減弱寄生雙極放大效應和降低鰭的高度來縮短單粒子在硅體中的徑跡路徑來提高抗輻射能力。由這些對比分析得知寄生雙極晶體管對漏端脈沖電流的貢獻不如忽視，用寄生雙極放大因子α來衡量貢獻大小，通過計算發(fā)現(xiàn)α隨鰭高增加而非線性增加，提高源端電壓α值變小，SOI結構的α值比體硅結構大。
　　3、使用Hspice仿真軟件對基于FinFET結構SRAM電路進行抗