应变Si纳米MOS器件单粒子效应研究

发布时间：2021-04-24 01:37

　　随着晶体管特征尺寸的缩减,集成电路对软错误的敏感性增加,为辐射环境下的集成电路（IC）带来了挑战,单粒子效应（SEE）已成为军用和商用电子系统共同面对的可靠性问题,而单粒子瞬态（SET）是深亚微米尺寸以下SEE软错误发生的主要来源。应变Si技术作为摩尔定律的延续,在提升器件性能方面有着优异的表现,随着应变集成技术在辐照条件下的应用,研究应变集成器件的辐照特性及加固技术显得尤为重要。本文以单轴应变Si纳米NMOS器件为研究对象,利用SRIM和Sentaurus TCAD软件进行了单粒子瞬态特性的研究,并对抗单粒子辐照加固结构进行了探讨和分析,取得的研究结果概述如下:1.单轴应变结构的引入对SET效应的影响。采用蒙特卡罗方法分析氮化硅膜对入射重离子能量损失的影响并建立模型,提取了重离子的电离损伤参数并利用TCAD模拟分析器件的电荷收集情况。结果表明氮化硅膜的引入降低了入射深度和电离损伤,并且氮化硅膜越厚,对重离子的阻挡能力亦随之增强,应变器件的SET电荷收集也随之降低,厚度为500nm的氮化硅膜使瞬态电流脉冲下降18.32%,收集电荷下降22.92%。2.SET效应的电荷收集机理分析。从漂... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 应变Si技术的发展及研究现状
    1.3 单粒子辐射效应的发展及研究现状
    1.4 本文研究内容及章节安排
第二章 应变Si技术及单粒子效应
    2.1 应变Si技术
        2.1.1 单轴应变
        2.1.2 双轴应变
    2.2 单粒子效应分类
    2.3 单粒子效应的电荷收集
        2.3.1 单粒子电荷的产生和复合
        2.3.2 单粒子电荷收集机理
        2.3.3 单粒子瞬态效应模型
    2.4 本章小结
第三章 单轴应变结构对Si NMOS器件单粒子瞬态影响研究
    3.1 单轴应变Si NMOS器件仿真模型
    3.2 氮化硅膜的能量阻挡模型建立
    3.3 不同氮化硅膜厚度下的单粒子瞬态
        3.3.1 电离损伤参数提取
        3.3.2 不同氮化硅膜厚度下的单粒子瞬态研究
    3.4 不同重离子能量下的单粒子瞬态
        3.4.1 电离损伤参数提取
        3.4.2 不同重离子能量下的单粒子瞬态研究
    3.5 本章小结
第四章 NMOS器件的SET电荷收集机制研究
    4.1 单粒子效应瞬态特性研究
        4.1.1 离子入射位置对SET影响
        4.1.2 漏极偏置对SET影响
        4.1.3 LET值对SET影响
    4.2 双极效应研究
        4.2.1 单个NMOS器件双极放大效应研究
        4.2.2 反相器链的双极效应研究
    4.3 总剂量辐照对单粒子瞬态效应影响
        4.3.1 总剂量效应模型参数提取
        4.3.2 总剂量效应与单粒子效应耦合仿真
    4.4 本章小结
第五章 抗单粒子加固结构研究
    5.1 加固结构
        5.1.1 漏极扩展加固结构
        5.1.2 源极扩展加固结构
    5.2 两种加固结构的仿真
        5.2.1 漏极扩展结构仿真
        5.2.2 源极扩展结构仿真
        5.2.3 两种结构的对比和讨论
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3156427