納米CMOS器件單粒子瞬態(tài)效應(yīng)機(jī)理及若干影響因素研究.pdf

1、在航天領(lǐng)域，單粒子瞬態(tài)效應(yīng)（SET）是空間工作的集成電路不可避免的可靠性問題。集成電路工藝的縮減導(dǎo)致工作電壓降低、工作頻率升高，導(dǎo)致單粒子瞬態(tài)效應(yīng)更加嚴(yán)重。本文探討了通過改變阱接觸面積和結(jié)深等器件結(jié)構(gòu)對單粒子瞬態(tài)效應(yīng)的影響。
　　本文的主要內(nèi)容以及研究成果如下：
　?。?）探討了在65nm CMOS工藝下阱接觸面積對于SET脈沖寬度的影響。模擬結(jié)果表明，在考慮了多個器件電荷收集的情況下，增加阱接觸面積對于抑制SET脈沖并不總

2、是有效。改變?nèi)肷淞Ｗ覮ET的值和晶體管間距，都可能導(dǎo)致阱接觸面積對SET脈沖寬度的影響所呈現(xiàn)的趨勢不同。結(jié)果表明，增加阱接觸面積對于減小SET脈沖寬度并不總是有利的。另外，當(dāng)入射粒子種類不同或晶體管間距不同的情況下，阱接觸面積對SET脈沖寬度的影響也呈現(xiàn)出不同的趨勢。因此，設(shè)計者需要考慮實際應(yīng)用電路的輻射環(huán)境和版圖設(shè)計等因素，以確定合適的阱接觸大小。
　?。?）以65nm體硅器件為研究對象，分析了結(jié)深對器件電荷收集以及單粒子瞬態(tài)的

3、影響趨勢及影響機(jī)理，以及不同結(jié)深在電壓和溫度等工作條件改變下的變化趨勢。結(jié)果表明，N+-N、P+-P結(jié)對晶體管單粒子瞬態(tài)的影響機(jī)理與NP結(jié)對晶體管單粒子瞬態(tài)的影響機(jī)理不同。前者主要是影響寄生雙極放大效應(yīng)，后者主要是影響載流子的漂移擴(kuò)散過程。在本文所考慮的四種結(jié)中，N+-N結(jié)的變化對PMOS晶體管單粒子瞬態(tài)脈沖寬度的影響最為顯著。這是因為在雙阱工藝中，PMOS晶體管受寄生雙極放大效應(yīng)的影響最為明顯。N+-N、P+-P結(jié)在不同電壓下的SET