SRAM和FRAM器件单粒子与总剂量的协同效应研究
发布时间：2021-05-27 07:14
超大规模集成电路如静态随机存储器（SRAM）和铁电存储器（FRAM）在航天器中应用广泛。SRAM器件具有速度快、功耗低等诸多优势,而FRAM器件由于铁电材料独特的性质,具有天然良好的抗辐射性能与非易失性。随着CMOS工艺的进步,SRAM和FRAM器件集成度愈来愈高,其工作电压降低、引发单粒子效应所需的临界电荷减小。相较微米级器件,空间辐射环境中的带电粒子引起的纳米SRAM和FRAM器件的单粒子效应与总剂量效应出现了一些新现象,严重威胁航天器的安全性与可靠性。本文利用兰州重离子加速器提供的不同种类重离子以及新疆理化技术研究所提供的60Coγ射线,对90 nm和65 nm工艺的两款商用SRAM器件以及一款130 nm商用FRAM器件开展了辐照实验,结合TCAD模拟,系统地研究了γ射线累积剂量引起器件性能参数的退化、重离子辐照参数对单粒子效应的影响、以及总剂量效应与单粒子效应在纳米SRAM和FRAM器件中的协同效应。主要研究成果如下:首先研究了不同剂量的射线辐照对商用SRAM和FRAM器件性能参数的影响,测量了器件的静态功耗电流在辐照过程中的变化,并分析了引起静态功耗电...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 空间辐射环境
1.1.1 地球辐射带
1.1.2 太阳高能粒子事件
1.1.3 银河宇宙射线
1.2 空间辐射效应
1.2.1 总剂量效应
1.2.2 单粒子效应
1.3 SRAM与 FRAM器件简介
1.3.1 SRAM器件简介
1.3.2 FRAM器件简介
1.4 SRAM与 FRAM器件的辐射效应研究现状
1.4.1 SRAM器件的辐射效应研究现状
1.4.2 FRAM器件的辐射效应研究现状
1.5 本文的研究内容
第2章 实验介绍
2.1 兰州重离子加速器
2.2 60Coγ 射线源
2.3 待测器件
2.4 测试系统
第3章 SRAM器件单粒子与总剂量的协同效应研究
3.1 γ 射线辐照对SRAM器件性能参数的影响
3.1.1 实验条件
3.1.2 实验结果
3.1.3 分析讨论
3.2 SEE测试模式对SRAM器件SEU截面的影响
3.2.1 实验条件
3.2.2 实验结果
3.2.3 分析讨论
3.3 γ 射线辐照对SRAM器件SEU敏感性的影响
3.3.1 实验条件
3.3.2 实验结果
3.3.3 分析讨论
3.4 LET值对SRAM器件SEU敏感性的影响
3.4.1 实验条件
3.4.2 实验结果
3.4.3 分析讨论
3.5 γ 射线辐照对SRAM器件多位翻转的影响
3.5.1 实验条件
3.5.2 实验结果
3.5.3 分析讨论
3.6 小结
第4章 FRAM器件单粒子与总剂量的协同效应研究
4.1 γ 射线辐照对FRAM器件性能参数的影响
4.1.1 实验设计
4.1.2 实验结果
4.1.3 分析讨论
4.2 重离子引起的FRAM器件中的错误类型
4.2.1 实验条件
4.2.2 实验结果
4.2.3 分析讨论
4.3 γ 射线辐照对FRAM器件动态单粒子事件敏感性的影响
4.3.1 实验条件
4.3.2 实验结果
4.3.3 分析讨论
4.4 γ 射线辐照对FRAM器件静态单粒子事件敏感性的影响
4.4.1 实验条件
4.4.2 实验结果
4.4.3 分析讨论
4.5 小结
第5章 TCAD模拟重离子对FRAM器件存储单元的影响研究
5.1 TCAD软件简介
5.2 1T/1C模型的参数设置
5.3 模拟结果
5.4 分析讨论
5.5 小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 下一步工作计划
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3207150
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 空间辐射环境
1.1.1 地球辐射带
1.1.2 太阳高能粒子事件
1.1.3 银河宇宙射线
1.2 空间辐射效应
1.2.1 总剂量效应
1.2.2 单粒子效应
1.3 SRAM与 FRAM器件简介
1.3.1 SRAM器件简介
1.3.2 FRAM器件简介
1.4 SRAM与 FRAM器件的辐射效应研究现状
1.4.1 SRAM器件的辐射效应研究现状
1.4.2 FRAM器件的辐射效应研究现状
1.5 本文的研究内容
第2章 实验介绍
2.1 兰州重离子加速器
2.2 60Coγ 射线源
2.3 待测器件
2.4 测试系统
第3章 SRAM器件单粒子与总剂量的协同效应研究
3.1 γ 射线辐照对SRAM器件性能参数的影响
3.1.1 实验条件
3.1.2 实验结果
3.1.3 分析讨论
3.2 SEE测试模式对SRAM器件SEU截面的影响
3.2.1 实验条件
3.2.2 实验结果
3.2.3 分析讨论
3.3 γ 射线辐照对SRAM器件SEU敏感性的影响
3.3.1 实验条件
3.3.2 实验结果
3.3.3 分析讨论
3.4 LET值对SRAM器件SEU敏感性的影响
3.4.1 实验条件
3.4.2 实验结果
3.4.3 分析讨论
3.5 γ 射线辐照对SRAM器件多位翻转的影响
3.5.1 实验条件
3.5.2 实验结果
3.5.3 分析讨论
3.6 小结
第4章 FRAM器件单粒子与总剂量的协同效应研究
4.1 γ 射线辐照对FRAM器件性能参数的影响
4.1.1 实验设计
4.1.2 实验结果
4.1.3 分析讨论
4.2 重离子引起的FRAM器件中的错误类型
4.2.1 实验条件
4.2.2 实验结果
4.2.3 分析讨论
4.3 γ 射线辐照对FRAM器件动态单粒子事件敏感性的影响
4.3.1 实验条件
4.3.2 实验结果
4.3.3 分析讨论
4.4 γ 射线辐照对FRAM器件静态单粒子事件敏感性的影响
4.4.1 实验条件
4.4.2 实验结果
4.4.3 分析讨论
4.5 小结
第5章 TCAD模拟重离子对FRAM器件存储单元的影响研究
5.1 TCAD软件简介
5.2 1T/1C模型的参数设置
5.3 模拟结果
5.4 分析讨论
5.5 小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 下一步工作计划
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3207150
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3207150.html
