铁电存储电路的单粒子效应机制及加固设计研究
发布时间：2022-01-10 10:38
铁电存储器拥有高读写速度、高循环次数以及超低运行功耗三大优势,并且采用的铁电材料具有很好的抗电离辐射能力,这使其在航空航天领域开始崭露头角。然而,复杂的空间辐射环境依然会使铁电存储器产生辐射效应,导致器件存储数据出错甚至无法正常工作。随着半导体技术节点的推进,单粒子效应逐渐成为了造成微电子器件工作异常的主要因素。目前,针对商用铁电存储器的单粒子效应研究主要局限于器件中不同模块的单粒子效应的敏感性评估,对单粒子效应的内在机制研究相对较少,其出错机制还不清楚。基于此,本文从计算机仿真模拟的角度出发,针对组成铁电存储电路的CMOS元器件的单粒子瞬态效应以及铁电存储电路的单粒子翻转效应的内部机制展开仿真研究,并对外围锁存模块进行了加固设计。主要工作与结果如下:1.器件的三维建模及铁电存储单元读写电路的搭建。基于脚本的方法,建立了商用铁电电容的三维简化模型以及90 nm CMOS器件的三维模型,并进行了工艺校准;结合上述所建的模型,采用器件-电路混合仿真方法设计搭建了2T2C和1T1C铁电存储单元读写电路,并验证了它们读写功能的正确性。2.CMOS器件单粒子瞬态效应的仿真模拟。研究了单个CMOS...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同极化状态的PZT晶胞结构
材料的晶体结构是一种典型的正四面体正四面体的八个顶角处，氧离子位于六体心。Zr/Ti 离子由于自发畸变可以很容自发极化。在外加电场的作用下，Zr/在撤去外加电场后，其不会完全回复到]。因此可以利用离子产生的正负位移状种铁电体中离子极化运动在宏观上表现即铁电薄膜的电滞回线，具体关系曲线图 1-1 不同极化状态的 PZT 晶胞结构
过程：在铁电场效应晶体管的栅极上加一个铁电层发生极化翻转，当外电场变为零后，后的剩余极化状态，只要其极化强度足够大，然会保持反型状态或积累状态，这样就完成了作过程：当对数据“0”进行读出时，需要在，器件沟道仍然处于积累状态，此时输出电流器放大后读出数据“0”；对数据“1”进行态，此时输出电流要大于外部参考电流，经灵见这种读出方式无需改变铁电层极化状态来作[32]。但是 1T 型存储单元在制备过程中铁电性较差(只能保存一个月)，因而目前仍然处于
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁电存储器中高能质子引发的单粒子功能中断效应实验研究[J]. 琚安安,郭红霞,张凤祁,郭维新,欧阳晓平,魏佳男,罗尹虹,钟向丽,李波,秦丽. 物理学报. 2018(23)
[2]铁电存储器60Co γ射线及电子总剂量效应研究[J]. 秦丽,郭红霞,张凤祁,盛江坤,欧阳晓平,钟向丽,丁李利,罗尹虹,张阳,琚安安. 物理学报. 2018(16)
[3]SOI材料和器件抗辐射加固技术[J]. 张正选,邹世昌. 科学通报. 2017(10)
[4]铁电存储器激光微束单粒子效应试验研究[J]. 魏佳男,郭红霞,张凤祁,罗尹虹,潘霄宇,丁李利,赵雯,刘玉辉. 原子能科学技术. 2017(05)
[5]Fin width and height dependence of bipolar amplification in bulk FinFETs submitted to heavy ion irradiation[J]. 于俊庭,陈书明,陈建军,黄鹏程. Chinese Physics B. 2015(11)
[6]铁电存储器的单粒子效应试验研究[J]. 辜科,李平,李威. 微电子学与计算机. 2015(06)
[7]铁电存储单元单粒子翻转机理仿真研究[J]. 辜科,李平,李威,范雪. 微电子学与计算机. 2015(04)
[8]铁电存储单元单粒子效应的仿真与研究[J]. 万义才,翟亚红,李平,辜柯,何伟. 压电与声光. 2014(06)
[9]CMOS器件单粒子效应电荷收集机理[J]. 董刚,封国强,陈睿,韩建伟. 北京航空航天大学学报. 2014(06)
[10]铁电存储器单元信号的测试与研究[J]. 翟亚红,李威,李平,胡滨,李俊宏,辜科. 微电子学. 2013(06)
博士论文
[1]铁电存储器的辐射效应及其抗辐射加固技术研究[D]. 辜科.电子科技大学 2015
硕士论文
[1]单粒子效应电路模拟方法研究[D]. 刘征.国防科学技术大学 2006
本文编号：3580564
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同极化状态的PZT晶胞结构
材料的晶体结构是一种典型的正四面体正四面体的八个顶角处，氧离子位于六体心。Zr/Ti 离子由于自发畸变可以很容自发极化。在外加电场的作用下，Zr/在撤去外加电场后，其不会完全回复到]。因此可以利用离子产生的正负位移状种铁电体中离子极化运动在宏观上表现即铁电薄膜的电滞回线，具体关系曲线图 1-1 不同极化状态的 PZT 晶胞结构
过程：在铁电场效应晶体管的栅极上加一个铁电层发生极化翻转，当外电场变为零后，后的剩余极化状态，只要其极化强度足够大，然会保持反型状态或积累状态，这样就完成了作过程：当对数据“0”进行读出时，需要在，器件沟道仍然处于积累状态，此时输出电流器放大后读出数据“0”；对数据“1”进行态，此时输出电流要大于外部参考电流，经灵见这种读出方式无需改变铁电层极化状态来作[32]。但是 1T 型存储单元在制备过程中铁电性较差(只能保存一个月)，因而目前仍然处于
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁电存储器中高能质子引发的单粒子功能中断效应实验研究[J]. 琚安安,郭红霞,张凤祁,郭维新,欧阳晓平,魏佳男,罗尹虹,钟向丽,李波,秦丽. 物理学报. 2018(23)
[2]铁电存储器60Co γ射线及电子总剂量效应研究[J]. 秦丽,郭红霞,张凤祁,盛江坤,欧阳晓平,钟向丽,丁李利,罗尹虹,张阳,琚安安. 物理学报. 2018(16)
[3]SOI材料和器件抗辐射加固技术[J]. 张正选,邹世昌. 科学通报. 2017(10)
[4]铁电存储器激光微束单粒子效应试验研究[J]. 魏佳男,郭红霞,张凤祁,罗尹虹,潘霄宇,丁李利,赵雯,刘玉辉. 原子能科学技术. 2017(05)
[5]Fin width and height dependence of bipolar amplification in bulk FinFETs submitted to heavy ion irradiation[J]. 于俊庭,陈书明,陈建军,黄鹏程. Chinese Physics B. 2015(11)
[6]铁电存储器的单粒子效应试验研究[J]. 辜科,李平,李威. 微电子学与计算机. 2015(06)
[7]铁电存储单元单粒子翻转机理仿真研究[J]. 辜科,李平,李威,范雪. 微电子学与计算机. 2015(04)
[8]铁电存储单元单粒子效应的仿真与研究[J]. 万义才,翟亚红,李平,辜柯,何伟. 压电与声光. 2014(06)
[9]CMOS器件单粒子效应电荷收集机理[J]. 董刚,封国强,陈睿,韩建伟. 北京航空航天大学学报. 2014(06)
[10]铁电存储器单元信号的测试与研究[J]. 翟亚红,李威,李平,胡滨,李俊宏,辜科. 微电子学. 2013(06)
博士论文
[1]铁电存储器的辐射效应及其抗辐射加固技术研究[D]. 辜科.电子科技大学 2015
硕士论文
[1]单粒子效应电路模拟方法研究[D]. 刘征.国防科学技术大学 2006
本文编号：3580564
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