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基于源极隔离技术的集成电路敏感面积分析
 
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【摘要】:航天技术是当今世界竞争最激烈、发展最迅速的领域之一,并代表着国家科技实力和综合国力。随着航天技术的飞速发展,电子设备在航天器中的应用越来越普遍。因此,处于空间辐射环境中的电子设备在辐射作用下,元器件会发生单粒子效应,以至于电子设备不能正常工作。空间辐射对半导体材料及器件的影响最为强烈,而且随着工艺尺寸的缩减,半导体器件对单粒子效应的敏感度增加,新的加固技术的研究势在必行。单粒子效应最基本的加固方法就是抑制敏感节点对电荷的收集量。PMOS管的电荷收集机理包括载流子的漂移运动、扩散运动和寄生双极效应。其中PMOS管的寄生双击效应对敏感节点的电荷收集起主要作用。有效的加固技术可以考虑抑制寄生双极效应,从而减少敏感节点对电荷的收集量。有学者提出了源极隔离加固技术,源极隔离加固技术能够有效抑制寄生双极效应。本文首先将标准单元敏感面积作为评价指标,分析了源极隔离技术的加固效果;其次研究了源极隔离技术的性能开销;然后研究了工艺尺寸缩减对源极隔离加固效果的影响;最后研究了源极隔离加固技术在SRAM单元中的应用。取得的主要成果如下:1)基于180nm体硅双阱工艺,以标准单元的敏感面积和SET脉冲宽度为评价指标,研究了源极隔离技术的加固效果。三维混合模拟结果显示,采用源极隔离技术后,标准单元的敏感面积显著减小。2)分别以标准单元的敏感面积和SET脉冲宽度为评价指标,研究了源极隔离加固效果随工艺缩减的变化。三维混合模拟结果表明,当工艺尺寸从180nm缩减到65nm时,源极隔离技术的加固效果会逐渐减弱,这主要归因于源极隔离版图结构中寄生双极晶体管的电流增益随着工艺尺寸的缩减而增加。三维模拟结果还显示源极隔离版图结构中SET脉冲宽度随着N-Well接触距离的增加而增加,随着N-Well接触面积的增加而减小,随着温度的升高而变宽。通过适当增加N-Well接触面积可以增强源极隔离技术的加固效果。3)研究了源极隔离加固技术在SRAM单元中的应用。三维混合模拟结果表明,采用源极隔离技术后,SRAM单元的敏感面积有一定程度的减小。
【关键词】:单粒子效应 寄生双极效应 源极隔离技术 敏感面积 脉冲宽度 混合模拟
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:V443;TP333
 
论文编号BS2246571,这篇论文共30
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