一种新型反熔丝存储器的研制及其抗辐射加固方法研究

发布时间：2023-04-21 03:47

　　随着我国航天事业的飞速发展,对抗辐射加固型集成电路的需求更加迫切,与此同时西方发达国家明确规定对抗辐射加固技术实行严格控制或禁运,于是抗辐射加固型集成电路的研制成为了我国“十一五”和“十二五”期间的一个重要研究方向。抗辐射反熔丝可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory,PROM)是一种高可靠非易失性存储器,常被用作航天电子系统中程序代码以及其他关键信息的存储。抗辐射反熔丝PROM存储器的研制在国内刚刚起步,反熔丝单元器件(以下简称“反熔丝器件”)本身的材料、结构、制作工艺、击穿特性、一致性、可靠性,反熔丝器件的制作工艺与标准互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)工艺的兼容性,反熔丝PROM存储器的辐射效应和抗辐射加固设计等都亟待大量研究。 本论文基于上述背景,围绕抗辐射反熔丝PROM的研制从反熔丝器件、反熔丝PROM芯片(以下简称“反熔丝PROM”)、辐射效应和抗辐射加固技术等几个方面进行了深入研究,具体包括: 1.提出了一种新型的与商用闪存(Flash)CMOS工艺兼容的反...

【文章页数】：133 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 空间辐射环境
        1.1.2 电离辐射效应
        1.1.3 抗辐射存储器的应用需求
    1.2 抗辐射存储器的研究现状
        1.2.1 已有抗辐射存储器和新型存储器的研制进展
        1.2.2 抗辐射反熔丝存储器的研制
    1.3 抗辐射反熔丝PROM 研制的关键问题
        1.3.1 反熔丝器件的制备技术研究
        1.3.2 反熔丝器件的辐射效应
        1.3.3 抗辐射加固设计
    1.4 本文的主要工作及内容安排
        1.4.1 主要贡献和创新
        1.4.2 论文内容安排
第二章 新型反熔丝器件的设计与实现
    2.1 反熔丝器件概述
    2.2 与商用Flash 工艺兼容的新型反熔丝器件结构
    2.3 新型反熔丝器件的特性研究
        2.3.1 编程特性
        2.3.2 击穿后电阻特性
    2.4 本章小结
第三章 反熔丝PROM 的研制
    3.1 反熔丝PROM 存储器概述
    3.2 反熔丝PROM 的设计
        3.2.1 电路设计
        3.2.2 版图设计
    3.3 反熔丝PROM 的测试
        3.3.1 编程功能测试
        3.3.2 读取功能测试
    3.4 本章小结
第四章 辐射效应测试方法研究
    4.1 地面模拟辐射效应实验概述
    4.2 总剂量辐射效应试验方法研究
        4.2.1 总剂量辐射效应实验的相关术语
        4.2.2 总剂量辐射效应测试流程
    4.3 单粒子辐射效应实验方法研究
        4.3.1 单粒子辐射效应实验的相关术语
        4.3.2 单粒子效应地面模拟实验使用的模拟源简介
        4.3.3 锎源与重离子加速器的单粒子效应对比研究
        4.3.4 单粒子效应测试方法
    4.4 本章小结
第五章 基于CMOS 工艺的抗辐射加固设计研究
    5.1 抗辐射加固方法概述
        5.1.1 针对总剂量辐射效应的加固方法
        5.1.2 针对单粒子闩锁效应的加固方法
    5.2 封闭形栅的加固方法研究
        5.2.1 封闭形栅的器件性能研究
        5.2.2 封闭形栅的总剂量辐射效应研究
    5.3 基于保护环的加固方法研究
        5.3.1 测试样片
        5.3.2 辐照环境与测试方法
        5.3.3 实验结果与讨论
    5.4 本章小结
第六章 反熔丝PROM 的辐射效应研究
    6.1 反熔丝PROM 的总剂量辐射效应研究
        6.1.1 反熔丝存储器件的总剂量辐射效应研究
        6.1.2 反熔丝PROM 的总剂量辐射效应研究
    6.2 反熔丝PROM 的单粒子辐射效应研究
        6.2.1 概述
        6.2.2 实验环境与实验方法
        6.2.3 实验结果与讨论
    6.3 本章小结
第七章 基于SRAM 的FPGA 和FLASH 存储器的辐射效应研究
    7.1 概述
    7.2 总剂量辐射效应研究
        7.2.1 基于SRAM 的FPGA 的总剂量辐射效应研究
        7.2.2 Flash 存储器的总剂量辐射效应研究
        7.2.3 几种存储器的总剂量辐射效应对比
    7.3 不同类型存储器的单粒子辐射效应研究
        7.3.1 单粒子闩锁辐射效应的研究
        7.3.2 单粒子翻转辐射效应的研究
    7.4 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 工作总结
    8.2 工作展望
致谢
参考文献
博士在学期间的研究成果



本文编号：3795772