基于商用工艺的抗辐照SRAM存储器设计

发布时间：2017-07-26 00:21

  本文关键词：基于商用工艺的抗辐照SRAM存储器设计

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【摘要】：随着航天技术的发展,越来越多的集成电路需要在辐射环境中工作。静态随机存储器(SRAM)作为半导体存储器家族的重要成员之一,对单粒子效应十分敏感。单粒子效应轻则引起存储数据错误,严重时导致器件永久损坏。因此,研究SRAM单粒子效应及加固方法非常重要。本文采用商用体硅工艺,设计了一款容量为1024x16的抗辐照SRAM并进行版图模拟验证,功能符合设计要求。与商用SRAM相比抗单粒子翻转与闩锁性能明显提升。本论文主要工作如下:1)对单粒子翻转和单粒子闩锁效应的产生机理进行了简要阐述。分析了普通SRAM对于单粒子效应敏感的原因,得出存储单元对单粒子翻转效应极其敏感。2)归纳了三种加固类型:工艺级、设计级、系统级。并对HIT、DICE、QUATRO设计加固的存储单元进行了抗SEU机理分析。主要就DICE与QUATRO结构进行了对比分析,QUATRO结构的敏感节点对数目比DICE结构减少了两对,Quatro对单粒子翻转的敏感性更低,加固效果更好。3)电路加固措施:采用QUATRO结构存储单元,通过降低敏感节点对,设计冗余存储节点,对单粒子翻转进行加固。4)版图加固措施:对存储单元的布局进行优化改进,有效降低了电荷共享引起的单粒子多位翻转;通过增加阱与衬底的接触孔数目降低并联电阻、增大NMOS管与PMOS管有源区间距的方式对单粒子闩锁进行加固。
【关键词】：抗辐照 静态随机存取存储器 QUATRO单元 单粒子翻转 单粒子闩锁
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333
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本文编号：573971