基于65nm体硅CMOS工艺的单粒子瞬态效应电路加固技术研究

发布时间：2021-11-28 16:58

　　集成电路是每个航天器件的核心,其准确度和性能直接决定了航天器件的安全性和适用性。随着集成电路的尺寸逐渐缩小,并且未来对航天器件的工作性能和工作时间要求越来越严格,电路芯片的抗辐照能力将会成为关键因素之一。电路集成度提高的同时,单粒子瞬态效应（Single Event Transient,SET）变得日益重要。由SET引起的电压电流的扰动,也有可能造成多种单粒子效应发生。根据调研可知,工艺水平正在快速更新换代,电路的规模日益扩大,SET诱发的软错误频繁发生,现已经变成电路失效的主要辐射效应。本文基于65nm体硅CMOS工艺,研究分析了 SET造成的软错误,并针对SET提出了有效的加固方法。仿真结果表明本文提出的新型加固方法可以显著的降低SET的脉冲幅值,进而大幅度降低了由SET诱发的软错误率,对集成电路有关抗辐照设计提供了理论性的指导。本文核心内容如下:1.借鉴国内外有关抗辐射的研究结论,本文对单粒子瞬态效应的产生机理和传播特性做了深入分析,总结了目前常用的几种单粒子瞬态效应的模拟方法。2.为了准确评估单粒子瞬态,必须深入器件内部进行研究。所以对器件进行搭建物理模型是很有必要的。采用物理... 

【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 课题的国内外研究现状
    1.3 课题研究内容
    1.4 论文结构
第二章 单粒子瞬态研究基础
    2.1 辐射环境及辐射效应
        2.1.1 辐射环境
        2.1.2 辐射效应
    2.2 单粒子瞬态效应理论基础
        2.2.1 单粒子瞬态效应
        2.2.2 电荷的沉积与收集
    2.3 单粒子瞬态脉冲传播特性分析
        2.3.1 掩蔽效应
        2.3.2 展宽效应
        2.3.3 衰减效应
    2.4 单粒子瞬态效应的分析方法
        2.4.1 基于模型分析的软错误率算法
        2.4.2 基于仿真软件的模拟
        2.4.3 硬件模拟
    2.5 本章小结
第三章 单粒子瞬态物理建模
    3.1 Sentaurus TCAD及混合仿真介绍
    3.2 三维器件的单管建模及工艺校准
    3.3 粒子入射模拟
        3.3.1 模拟原理
        3.3.2 模拟配置
        3.3.3 模拟结果分析
    3.4 本章小结
第四章 基于65 nm新型反相器抗SET加固方法研究
    4.1 相关研究现状分析
    4.2 新型反相器抗SET加固方法
        4.2.1 反相器加固电路结构
        4.2.2 内部器件模型及校准
        4.2.3 加固电路功能验证
    4.3 新型反相器抗SET加固分析
        4.3.1 基于面积等效的加固分析
        4.3.2 基于驱动等效的加固分析
    4.4 基于P~+深阱掺杂浓度的设计优化
    4.5 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 研究工作总结
    5.2 研究工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PDSOI工艺的抗SET锁相环设计[J]. 吕荫学,刘梦新,罗家俊,叶甜春.  微电子学与计算机. 2013(09)
[2]半导体器件辐射效应研究[J]. 刘忠立.  信息与电子工程. 2012(06)
[3]一种基于混合模拟的计算组合电路中软错误率的方法与工具[J]. 陈书明,杜延康,刘必慰.  国防科技大学学报. 2012(04)
[4]SET传播过程中的脉冲展宽效应[J]. 梁斌,陈书明,刘必慰,刘征.  半导体学报. 2008(09)
[5]KM6载人航天器空间环境试验设备[J]. 黄本诚.  中国空间科学技术. 2002(03)

博士论文
[1]半导体器件的电磁损伤效应与机理研究[D]. 任兴荣.西安电子科技大学 2014
[2]纳米CMOS集成电路单粒子诱导的脉冲窄化及电荷共享效应研究[D]. 秦军瑞.国防科学技术大学 2013



本文编号：3524801