MOS器件辐照剂量率效应建模方法研究

发布时间：2023-05-17 21:32

　　随着空间技术和集成电路技术的快速发展,半导体器件和集成电路的辐照损伤受到愈来愈多的关注。其中,金属氧化物半导体(Metal-Oxide-Semiconductor,MOS)器件的总剂量辐照损伤效应对电路的影响极其严重,因此,MOS器件的抗辐射加固一直是集成电路设计中的重要课题。传统的抗辐射加固技术主要依赖于辐照试验,但该研究方法成本高、耗时长,给抗辐射加固研究工作造成很大困难。近年来在半导体器件的辐照效应研究领域中,将软件模拟与理论分析相结合,建立半导体器件的辐照效应数字模型,利用仿真方法来指导抗辐射加固设计工作,能够显著降低成本、缩短产品研制周期。然而,建立精确的器件数字模型是该仿真技术的基础。因此针对传统MOS总剂量效应模型中由于简化影响因素导致模型存在的精度问题,本文提出一种考虑辐照剂量率的MOS器件的总剂量辐照效应模型,提高了模型的适应性和精度。本文针对MOS器件总剂量效应建模开展了以下工作:(1)分析现有总剂量效应建模方法。通过研究建立MOS器件简化总剂量效应模型的原理,对现有的MOS器件总剂量辐照试验进行仿真预测,发现简化模型由于没有考虑辐照剂量率的影响,模型仿真的结果与试...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容及组织结构
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 组织结构
第二章 MOS器件总剂量辐照损伤效应及其建模仿真
    2.1 总剂量辐照损伤效应
        2.1.2 电子-空穴对的产生
        2.1.3 空穴的快速重组与传输
        2.1.4 氧化层陷阱电荷的形成
        2.1.5 界面陷阱电荷的形成
    2.2 总剂量辐照损伤效应对MOS器件的影响
        2.2.1 阈值电压漂移
        2.2.2 泄漏电流增大
        2.2.3 载流子迁移率下降及其他电性特征参数的影响
    2.3 总剂量效应的计算机仿真
        2.3.1 Sentaurus TCAD简述
        2.3.2 基于TCAD的总剂量效应建模方法
    2.4 本章小结
第三章 考虑辐照剂量率的总剂量效应模型
    3.1 总剂量效应的反应机理
    3.2 MOS器件的总剂量效应简化模型
        3.2.1 氧化层陷阱电荷的简化模型
        3.2.2 界面态陷阱电荷的简化模型
        3.2.3 简化模型中存在的问题
    3.3 考虑辐照剂量率的MOS器件的总剂量效应模型
        3.3.1 辐照剂量率效应分析
        3.3.2 MOS器件的辐照剂量率效应模型
    3.4 计算机仿真验证理论模型
        3.4.1 NMOS器件常态模拟
        3.4.2 总剂量辐照效应模拟和模型验证
    3.5 本章小结
第四章 辐照试验及改进的总剂量效应模型验证
    4.1 总剂量辐照试验验证
        4.1.1 试验设计方案
        4.1.2 试验结果
        4.1.3 总剂量效应模型验证与分析
    4.2 不同辐照剂量率下的总剂量辐照效应试验
        4.2.1 试验设计方案
        4.2.2 试验结果
        4.2.3 试验结果分析与讨论
    4.3 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 论文工作总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3818040