检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2019年第4期68卷 297-305页

作者：高占占侯鹏飞郭红霞李波宋宏甲王金斌钟向丽湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105 西北核技术研究所西安710024

本文建立了90 nm工艺下的绝缘体上硅浮体器件和选择性埋氧层上硅器件模型,通过器件电路混合仿真探究了工作温度对上述两种结构的多级反相器链单粒子瞬态脉冲宽度以及器件内部电荷收集过程的影响.研究表明, N型选择性埋氧层上硅器件相较... 详细信息

本文建立了90 nm工艺下的绝缘体上硅浮体器件和选择性埋氧层上硅器件模型,通过器件电路混合仿真探究了工作温度对上述两种结构的多级反相器链单粒子瞬态脉冲宽度以及器件内部电荷收集过程的影响.研究表明, N型选择性埋氧层上硅器件相较于浮体器件具有更好的抗单粒子能力,但P型选择性埋氧层上硅器件的抗单粒子能力在高线性能量转移值下与浮体器件基本相同.同时电荷收集的温度相关性分析表明,N型选择性埋氧层上硅器件只存在漂移扩散过程,当温度升高时其电荷收集量变化很小,而N型浮体器件存在双极放大过程,电荷收集量随着温度的升高而显著增加;另外, P型选择性埋氧层上硅器件和浮体器件均存在双极放大过程,当温度升高时P型选择性埋氧层上硅器件衬底中的双极放大过程越来越严重,由于局部埋氧层的存在,反而抑制了其源极的双极放大过程,导致它的电荷收集量要明显少于P型浮体器件.因此选择性埋氧层上硅器件比浮体器件更好地抑制了温度对单粒子瞬态脉冲的影响.

关键词：选择性埋氧层单粒子瞬态电荷收集温度相关性

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纳米体硅鳍形场效应晶体管单粒子瞬态中的源漏导通现象

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物理学报 2020年第8期69卷 188-196页

作者：卢超陈伟罗尹虹丁李利王勋赵雯郭晓强李赛清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像(教育部重点实验室)北京100084 西北核技术研究院强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024 中国科学院国家空间科学中心北京101400

体硅鳍形场效应晶体管(FinFET)是晶体管尺寸缩小到30 nm以下应用最多的结构,其单粒子瞬态产生机理值得关注.利用脉冲激光单粒子效应模拟平台开展了栅长为30, 40, 60, 100 nm Fin FET器件的单粒子瞬态实验,研究FinFET器件单粒子瞬态电流... 详细信息

体硅鳍形场效应晶体管(FinFET)是晶体管尺寸缩小到30 nm以下应用最多的结构,其单粒子瞬态产生机理值得关注.利用脉冲激光单粒子效应模拟平台开展了栅长为30, 40, 60, 100 nm Fin FET器件的单粒子瞬态实验,研究FinFET器件单粒子瞬态电流脉冲波形随栅长变化情况;利用计算机辅助设计(technology computer-aided design, TCAD)软件仿真比较电流脉冲产生过程中器件内部电子浓度和电势变化,研究漏电流脉冲波形产生的物理机理.研究表明,不同栅长Fin FET器件瞬态电流脉冲尾部都存在明显的平台区,且平台区电流值随着栅长变短而增大;入射激光在器件沟道区下方体区产生高浓度电子将源漏导通产生导通电流,而源漏导通升高了体区电势,抑制体区高浓度电子扩散,使得导通状态维持时间长,形成平台区电流;尾部平台区由于持续时间长,收集电荷量大,会严重影响器件工作状态和性能.研究结论为纳米Fin FET器件抗辐射加固提供理论支撑.

关键词：单粒子瞬态源漏导通平台区电流

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0.18μm部分耗尽绝缘体上硅互补金属氧化物半导体电路单粒子瞬态特性研究

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物理学报 2015年第13期64卷 286-293页

作者：赵星梅博毕津顺郑中山高林春曾传滨罗家俊于芳韩郑生中国科学院微电子研究所北京100029

利用脉冲激光入射技术研究100级0.18μm部分耗尽绝缘体上硅互补金属氧化物半导体反相器链的单粒子瞬态效应,分析了激光入射器件类型及入射位置对单粒子瞬态脉冲传输特性的影响.实验结果表明,单粒子瞬态脉冲在反相器链中的传输与激光入... 详细信息

利用脉冲激光入射技术研究100级0.18μm部分耗尽绝缘体上硅互补金属氧化物半导体反相器链的单粒子瞬态效应,分析了激光入射器件类型及入射位置对单粒子瞬态脉冲传输特性的影响.实验结果表明,单粒子瞬态脉冲在反相器链中的传输与激光入射位置有关,当激光入射第100级到第2级的n型金属-氧化物-半导体器件,得到的脉冲宽度从287.4 ps增加到427.5 ps;当激光入射第99级到第1级的p型金属-氧化物-半导体器件,得到的脉冲宽度从150.5 ps增加到295.9 ps.激光入射点靠近输出则得到的瞬态波形窄;靠近输入则得到的瞬态波形较宽,单粒子瞬态脉冲随着反相器链的传输而展宽.入射器件的类型对单粒子瞬态脉冲展宽无影响.通过理论分析得到,部分耗尽绝缘体上硅器件浮体效应导致的阈值电压迟滞是反相器链单粒子瞬态脉冲展宽的主要原因.而示波器观察到的与预期结果幅值相反的正输出脉冲,是输出节点电容充放电的结果.

关键词：单粒子瞬态脉冲激光部分耗尽绝缘体上硅传输导致的脉冲展宽效应

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基于四值脉冲参数模型的单粒子瞬态传播机理与软错误率分析方法

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电子与信息学报 2016年第8期38卷 2113-2121页

作者：李悦蔡刚李天文杨海钢中国科学院电子学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

随着工艺尺寸的不断缩小,由单粒子瞬态(Single Event Transient,SET)效应引起的软错误已经成为影响宇航用深亚微米VLSI电路可靠性的主要威胁,而SET脉冲的产生和传播也成为电路软错误研究的热点问题。通过研究SET脉冲在逻辑链路中的传播... 详细信息

随着工艺尺寸的不断缩小,由单粒子瞬态(Single Event Transient,SET)效应引起的软错误已经成为影响宇航用深亚微米VLSI电路可靠性的主要威胁,而SET脉冲的产生和传播也成为电路软错误研究的热点问题。通过研究SET脉冲在逻辑链路中的传播发现:脉冲上升时间和下降时间的差异能够引起输出脉冲宽度的展宽或衰减;脉冲的宽度和幅度可决定其是否会被门的电气效应所屏蔽。该文提出一种四值脉冲参数模型可准确模拟SET脉冲形状,并采用结合查找表和经验公式的方法来模拟SET脉冲在电路中的传播过程。该文提出的四值脉冲参数模型可模拟SET脉冲在传播过程中的展宽和衰减效应,与单参数脉冲模型相比计算精度提高了2.4%。该文应用基于图的故障传播概率算法模拟SET脉冲传播过程中的逻辑屏蔽,可快速计算电路的软错误率。对ISCAS’89及ISCAS’85电路进行分析的实验结果表明:该方法与HSPICE仿真方法的平均偏差为4.12%,计算速度提升10000倍。该文方法可对大规模集成电路的软错误率进行快速分析。

关键词：超大规模集成电路软错误率单粒子瞬态四值脉冲参数故障传播概率

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基于优化模型的纳米器件逻辑单元单粒子瞬态仿真研究

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原子能科学技术 2024年第5期58卷 1119-1126页

作者：王坦丁李利罗尹虹赵雯张凤祁徐静妍西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室陕西西安710024

空间辐射诱发的单粒子瞬态(SET)是航天电子系统可靠性的主要威胁。本文分析了现有电荷注入仿真模型的不足,提出了一种改进的结合灵敏体和双极扩散机制的电荷收集模型,综合考虑了寄生双极放大效应和电荷共享效应,可针对不同角度、不同线... 详细信息

空间辐射诱发的单粒子瞬态(SET)是航天电子系统可靠性的主要威胁。本文分析了现有电荷注入仿真模型的不足,提出了一种改进的结合灵敏体和双极扩散机制的电荷收集模型,综合考虑了寄生双极放大效应和电荷共享效应,可针对不同角度、不同线性能量传输值(LET)的重离子入射版图不同位置,计算获取SET平均脉宽及敏感截面分布。该方法已集成于项目组自研TREES软件,并针对商用65 nm工艺库中的多种逻辑单元开展了相关仿真计算。结果表明,该方法可在物理版图设计阶段评估单粒子瞬态截面及脉宽分布,为版图屏蔽SET设计加固提供基础参考数据。

关键词：空间辐射单粒子瞬态电路级仿真电荷共享寄生双极放大

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抗单粒子瞬态的辐射加固压控延时单元

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西安交通大学学报 2021年第9期55卷 105-112页

作者：史柱赵雁鹏高利军杨博王斌刘文平西安微电子技术研究所西安710065

为解决空间应用的延迟锁相环中压控延迟线易受单粒子扰动问题,提出了一种加固的压控延迟线结构。在分析了传统压控延时单元的单粒子敏感性基础上,通过在延时单元的输出节点之间增加2个NMOS管和2个PMOS管形成正反馈结构,提高了延时单元... 详细信息

为解决空间应用的延迟锁相环中压控延迟线易受单粒子扰动问题,提出了一种加固的压控延迟线结构。在分析了传统压控延时单元的单粒子敏感性基础上,通过在延时单元的输出节点之间增加2个NMOS管和2个PMOS管形成正反馈结构,提高了延时单元的抗单粒子瞬态特性。在输入参考时钟为1 GHz时,先通过计算机辅助设计技术(TCAD)混合仿真验证了该单元的加固效果:当LET值∅1为20 MeV·cm^(2)/mg时,提出的加固结构将电压扰动幅度降低了44.9%;当LET值∅2为80 MeV·cm^(2)/mg时,翻转电压降低幅度为23.7%。再基于Spice仿真,验证了在延迟锁相环实际工作的锁定状态下,该结构起到了抑制压控延迟线中单粒子瞬态的作用。仿真结果表明,对比传统的加固方法,提出的加固压控延迟线结构在只付出13.6%的面积增加代价下,在533 MHz~1 GHz的频率范围内实现了对两种LET值下的单粒子瞬态免疫。

关键词：单粒子瞬态辐射加固压控延迟线

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14 nm FinFET器件单粒子瞬态特性研究

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原子能科学技术 2021年第12期55卷 2209-2215页

作者：王斌史柱岳红菊李海松卢红利杨博西安微电子技术研究所陕西西安710065

为评估鳍式场效应晶体管(FinFET)的本征抗辐射能力,本文通过三维工艺计算机辅助设计(TCAD)仿真研究了14 nm FinFET工艺的单粒子瞬态(SET)特性。研究结果表明,在不同的线性能量传输(LET)值及不同的入射位置下,FinFET器件具有不同的单粒... 详细信息

为评估鳍式场效应晶体管(FinFET)的本征抗辐射能力,本文通过三维工艺计算机辅助设计(TCAD)仿真研究了14 nm FinFET工艺的单粒子瞬态(SET)特性。研究结果表明,在不同的线性能量传输(LET)值及不同的入射位置下,FinFET器件具有不同的单粒子敏感性。SET脉冲宽度随LET值的增大而展宽。此外,SET特性与粒子轰击位置的关系呈现出复杂性。对于低LET值(LET≤1 MeV·cm^(2)/mg),SET特性与重离子的入射位置具有很强的依赖性;对于高LET值(LET>10 MeV·cm^(2)/mg),由于加强了衬底的电荷收集,SET特性与粒子轰击位置的依赖性减弱。

关键词：单粒子瞬态鳍式场效应晶体管重离子线性能量传输工艺计算机辅助设计

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一种低压差线性稳压器的单粒子瞬态失效分析和加固设计

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电子与信息学报 2023年第11期45卷 3965-3972页

作者：沈凡陈建军池雅庆梁斌王珣文溢郭昊国防科技大学计算机学院长沙410073 同济大学土木工程学院上海200092

随着集成电路特征尺寸的不断缩减,CMOS集成电路的单粒子效应问题越来越严重。为了提高低压差线性稳压器(LDO)的单粒子瞬态(SET)效应加固效果,该文通过SPICE电路仿真和重离子实验研究了一种28 nm CMOS工艺LDO的SET失效机制,并研究了关键... 详细信息

随着集成电路特征尺寸的不断缩减,CMOS集成电路的单粒子效应问题越来越严重。为了提高低压差线性稳压器(LDO)的单粒子瞬态(SET)效应加固效果,该文通过SPICE电路仿真和重离子实验研究了一种28 nm CMOS工艺LDO的SET失效机制,并研究了关键器件尺寸大小对SET脉冲的影响,提出一种有效的LDO加固方法。SPICE电路仿真发现这种LDO的敏感节点主要位于误差放大器(EA)内部。功率管(MOSFET)栅极节点的环路滤波电容会明显地影响单粒子瞬态脉冲的幅度,也会轻微地影响单粒子瞬态脉冲的宽度。误差放大器内部关键节点的器件尺寸会影响稳压器输出的单粒子瞬态脉冲的幅度和宽度。通过增加功率管(MOSFET)栅极节点电容和调整误差放大器内部相关节点器件尺寸的方法对LDO进行了SET加固设计。电路仿真和重离子实验结果表明这种加固方法能够有效地降低LDO输出的单粒子瞬态脉冲的幅度和宽度。

关键词：单粒子瞬态低压差线性稳压器重离子实验 SPICE电路仿真 28 nm CMOS工艺

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一种先进CMOS工艺下抗单粒子瞬态加固的与非门

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哈尔滨工业大学学报 2023年第5期55卷 114-121页

作者：史柱肖筱王斌杨博卢红利岳红菊刘文平西安微电子技术研究所西安710065 抗辐射集成电路国防科技重点实验室(西安微电子技术研究所) 西安710065

先进纳米集成电路工艺的发展使得微电子器件翻转的阈值电荷不断降低,导致数字电路中由单粒子效应引起的软错误率增加。为加强集成电路中标准单元的抗辐射特性,本文提出了一种抗单粒子瞬态(single-event transient,SET)加固的与非门结构... 详细信息

先进纳米集成电路工艺的发展使得微电子器件翻转的阈值电荷不断降低,导致数字电路中由单粒子效应引起的软错误率增加。为加强集成电路中标准单元的抗辐射特性,本文提出了一种抗单粒子瞬态(single-event transient,SET)加固的与非门结构。在三阱工艺下,通过将下拉网络中每一个NMOS管的衬底和源极各自短接,便有效地提高了与非门抗辐射性能,而且随着输入端数目的增加,本文提出的与非门加固效果更加明显。利用Sentaurus TCAD软件的混合仿真模式进行粒子入射仿真实验,对于与输出节点相连的NMOS管采用经过工艺校准的三维物理模型,其他MOS管采用工艺厂商提供的Spice模型。结果显示:在40 nm工艺下,当入射粒子线性能量传输(linear energy transfer,LET)值为10 MeV·cm^(2)/mg时,本文提出的2输入与非门能够在3种输入的情况下降低输出电压扰动幅度。其中在N_(2)管关闭的输入模式下,达到了对单粒子入射免疫的效果;对于3输入与非门,即使在“最坏”输入的情况下,也能使输出电压翻转幅度降低85.4%。因此,本文提出的与非门加固方法起到了显著的抗单粒子瞬态效果。

关键词：辐射加固单粒子瞬态组合逻辑与非门工艺

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一种抗单粒子瞬态加固的压控延迟线设计

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北京理工大学学报 2021年第12期41卷 1314-1321页

作者：史柱王斌赵雁鹏杨博卢红利高利军刘文平西安微电子技术研究所陕西西安710065

延迟锁相环中的压控延迟线是对单粒子事件(single event,SE)最敏感的子电路之一,其主要包括偏置电路和压控延时单元.利用双指数电流拟合3-D TCAD混合仿真中的单粒子瞬态(single-event transient,SET)电流,分析了压控延迟线对SE的敏感性... 详细信息

延迟锁相环中的压控延迟线是对单粒子事件(single event,SE)最敏感的子电路之一,其主要包括偏置电路和压控延时单元.利用双指数电流拟合3-D TCAD混合仿真中的单粒子瞬态(single-event transient,SET)电流,分析了压控延迟线对SE的敏感性.根据响应程度和电路结构的不同,对偏置电路进行了冗余加固;同时,对压控延时单元中提出了SET响应检测电路.在输入信号频率为1 GHz,电源电压1.2 V,入射粒子LET值为80 MeV·cm^(2)/mg的条件下,Spice仿真表明:和未加固电路相比,偏置电压V_(bn)和V_(bp)在受到粒子轰击后,翻转幅度分别下降了75%和60%,消除了输出时钟信号中的丢失脉冲;设计出的检测电路能够将各种情况下有可能出现的SET响应指示出来,提高了输出时钟信号的可靠性.

关键词：单粒子瞬态延迟锁相环压控延迟线辐射加固

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