基于65nm体硅CMOS工艺下抗辐射SRAM单元设计加固方法的研究

发布时间：2021-08-11 03:57

　　近年来,半导体技术得到了快速地发展,CMOS工艺尺寸不断缩减,使得受辐射影响的集成电路设备的可靠性面临更加严峻地挑战。此外,随着电路供电电压以及节点电容的降低,作为集成电路的一重要组成部分,存储器对单粒子效应（Single Event Effects,SEE）的敏感性越来越高。因此,对于存储器的抗辐射研究变得尤为重要。本文通过对现有静态随机存储器（Static Random Access Memory,SRAM）设计加固单元的分析,基于传统的DICE（the dual interlocked storage cell）结构进行改进,提出了一种抗辐射增强型的DICE（Radiation Hardened Enhanced DICE,RHED）SRAM单元结构。与DICE单元相比,RHED单元不仅提高了电路对单粒子事件多节点翻转（Single-Event Multiple-Node Upsets,SEMNUs）的免疫能力,还极大地提高了电路的保持静态噪声容限（Hold Static Noise Margin,HSNM）。除此之外,RHED单元的写裕度（Write Margin,WM）和功耗... 

【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２空间中各种辐射源??Ｆｉｇ．?１－２?Ｖａｒｉｏｕｓ?ｓｏｕｒｃｅｓ?ｏｆ?ｒａｄｉａｔｉｏｎ?ｉｎ?ｓｐａｃｅ??

介绍：??（１）空间辐射环境??复杂的空间辐射环境中包含着各种高能粒子和高能射线，如图１－２所示［２］，??根据其来源可以分为银河宇宙射线、太阳辐射线、地球辐射带三大类。??银河宇宙射＾???Ｚ?，射‘??银河宇宙射线＾＾????图１－２空间中各种辐射源??Ｆｉｇ．?１－２?Ｖａｒｉｏｕｓ?ｓｏｕｒｃｅｓ?ｏｆ?ｒａｄｉａｔｉｏｎ?ｉｎ?ｓｐａｃｅ??？银河宇宙射线??银河宇宙射线（Ｇａｌａｃｔｉｃ?Ｃｏｓｍｉｃ?Ｒａｙｓ，?ＧＣＲ）是指来自于太阳系外的银河系??的高能粒子，其大部分是单纯的质子（约占８４．３％）和氦原子核（约占］２°／。），??能量约在ｌＯＯＭｅＶ到］０５ＭｅＶ之间。银河宇宙射线含有的能量很高，大气层可??以拦截住绝大部分的射线，从而避免地球上的集成电路设备受其影响，但太空中??的集成电路设备却无法避免。??？太阳辐射线??２??

在芯片中的作用是数据的存取，是集成电路的核心部分之一。的飞速发展，存储器在芯片中所占的面积越来越大，如图】－４储器占据了整个芯片面积的９０％以上，成为芯片中最大的模器也是芯片中受辐射影响最大的电路模块。ＳＲＡＭ是众多存储持状态下对辐射效应最为敏感。当ＳＲＡＭ电路在辐射环境中受时，粒子会在轰击路径上电离产生大量的多余电荷，当部分多敏感节点收集后，节点处的电压会出现向上或向下跳变，即电Ｍ单元来说，当电压扰动的强度足够大以至于超过反相器的逻存储的数据会发生改变，这就是ＳＲＡＭ单元中的ＳＥＵＩ９］，整个错误的数据发生工作故障。在集成电路中ＳＲＡＭ单元扮演着数整个集成电路的运行离不开ＳＲＡＭ单元的正常工作。因此，对辐射效应的影响，为航空航天领域提供更为可靠的集成电路元的抗辐射加固很是关键。??１００％１???

【参考文献】：
期刊论文
[1]半导体器件辐射效应研究[J]. 刘忠立.  信息与电子工程. 2012(06)
[2]模拟电路的单粒子瞬时效应[J]. 陈盘训,周开明.  核技术. 2006(03)
[3]单粒子效应对卫星空间运行可靠性影响[J]. 王长河.  半导体情报. 1998(01)

博士论文
[1]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
[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

硕士论文
[1]65nm体硅CMOS工艺下单粒子瞬态效应加固方法的研究[D]. 武赛.安徽大学 2017
[2]场效应晶体管的单粒子瞬态效应及加固方法研究[D]. 徐新宇.湘潭大学 2015
[3]65nm工艺高性能SRAM的研究与实现[D]. 温亮.国防科学技术大学 2011



本文编号：3335400