納米集成電路單粒子瞬變中電荷收集機理及加固方法研究.pdf

1、在納米尺度下，單粒子效應的不僅將對航空航天應用產生更為嚴重的影響，而且對90nm及其以下工藝的地面應用產生的影響也愈發(fā)突出、嚴重。研究集成電路單粒子效應的機理及其緩解技術有著重要的意義。本文針對納米集成電路單粒子瞬變中電荷收集機理與影響SET的若干關鍵因素進行研究，探討了相關物理機制、影響因素及其相互制約關系。
　　本研究主要內容包括：⑴研究了DTMOS技術對SET及電荷收集的影響。首次從物理機理上分析、評估了DTMOS技術的抗S

2、ET性能。基于反相器電路，發(fā)現(xiàn)DTMOS技術能夠增大“恢復電流”，有效減小SET脈沖寬度，同時節(jié)省面積開銷；發(fā)現(xiàn)DTMOS反相器SET電流脈沖以及敏感節(jié)點的電荷收集量的大小均高于一般反相器，這表明電荷收集量的概念并不能完全適用于判斷電路抗SET性能的好壞，針對一種有效的抗SET手段而言，其敏感節(jié)點的電荷收集量有可能是增加的。⑵研究了三阱工藝中影響SET與電荷收集的關鍵因素。在三阱工藝NMOS中，低LET值的粒子的轟擊引起的SET電壓脈沖

3、寬度可能顯著大于高LET值粒子引起的脈沖寬度，并導致更快、更嚴重的雙極放大效應，因此在加固設計中，必須對低LET值的情況進行仔細驗證。同時，發(fā)現(xiàn)適當降低深N阱摻雜能夠有效減少源極對P阱的電子注入量，減緩雙極放大效應，提高器件的抗SET性能。⑶SOI MOSFET中SET解析模型改進。采用TCAD數(shù)值模擬方法，分析了漏極瞬時電流脈沖SET和體區(qū)電子濃度分布隨時間、空間的變化情況，并從時間維度上探討了SOI MOSFET在單粒子效應下的雙極