栅氧退化效应下SRAM软错误分析与加固技术研究

发布时间：2021-05-13 12:28

　　目前,集成电路制造工艺进入纳米时代,软错误问题已经成为影响集成电路可靠性的主要因素。同时,栅氧化层厚度随着工艺进步逐渐减小,栅氧退化效应对软错误问题的影响也日益严重。因此研究集成电路特别是存储单元在发生栅氧退化效应情况下的可靠性问题具有重要的意义。本文研究工作围绕栅氧退化效应下SRAM单元的可靠性展开,进行了如下几方面的研究:第一,基于已有的栅氧退化效应模型,通过数学建模和模拟分析等方法推导出在栅氧退化效应下SRAM单元临界电荷的计算模型,并验证了其正确性。在其基础上,仿真分析了栅氧退化与软错误率的关系以及不同工艺水平下栅氧退化效应对SRAM单元可靠性的影响。第二,基于第一部分的计算模型,在栅氧退化条件下电压对临界电荷的大小存在两种相反的影响,因此必然存在一个最佳的电压Vopt,使得在该电压下SRAM单元的临界电荷最大。本文通过模拟实验,验证了这一结论,并进一步对最优电压Vopt以及最大临界电荷Qcritmax在不同栅氧退化程度、不同工艺水平下的情况进行了模拟分析。第三,分析研究了各种不同的软错误加固方法,并着重对电路设计加固方法中的耦合电容加固方法、10T单元加固方法和一种基于稳定结... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 软错误来源
        1.1.2 软错误与栅氧退化效应
        1.1.3 应用需求
    1.2 相关研究
        1.2.1 可靠性问题研究
        1.2.2 模拟分析方法研究
    1.3 论文的主要工作
    1.4 论文的组织结构
第二章 物理因素相关的可靠性问题
    2.1 热载流子注入效应
    2.2 负偏压温度不稳定效应
    2.3 栅氧退化效应
    2.4 总结
第三章 栅氧退化效应下软错误分析
    3.1 问题提出
    3.2 模型解析
        3.2.1 基本模型
        3.2.2 数学推导
    3.3 模拟分析
        3.3.1 栅氧退化与软错误率的关系
        3.3.2 不同工艺下栅氧退化的影响
    3.4 小结
第四章 栅氧退化效应下电压对软错误的影响
    4.1 问题背景
    4.2 趋势分析
    4.3 模拟验证
        4.3.1 同一工艺水平下模拟
        4.3.2 不同工艺水平下模拟
    4.4 小结
第五章 抗栅氧退化效应的软错误加固方法研究
    5.1 加固方法
    5.2 电路原理
        5.2.1 10T 单元加固方法
        5.2.2 耦合电容加固方法
        5.2.3 基于稳定结构的加固方法
    5.3 模拟仿真
    5.4 小结
第六章 结束语
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]高可靠锁相环设计技术研究[J]. 赵振宇,赵学谦,张民选,郭斌,秦军瑞.  计算机工程与科学. 2009(S1)

博士论文
[1]纳米集成电路软错误分析与缓解技术研究[D]. 孙岩.国防科学技术大学 2010
[2]集成电路单粒子效应建模与加固方法研究[D]. 刘必慰.国防科学技术大学 2009
[3]多核微处理器容软错误设计关键技术研究[D]. 龚锐.国防科学技术大学 2008

硕士论文
[1]抗辐射加固SRAM设计与测试[D]. 王振.国防科学技术大学 2010



本文编号：3184016