SOI FinFET器件與組合邏輯電路單粒子效應研究.pdf

1、隨著工藝技術的進步，短溝道效應、源漏電荷分享等對器件的影響越來越嚴重，平面工藝的限制日趨明顯。FinFET技術相對于平面技術有更高的速度，更低的功耗，立體結構使得特征尺寸的進一步降低成為可能，是納米尺度器件的理想工藝選擇。SOI(Silicon On Insulator)即絕緣體上硅在業(yè)界已出現(xiàn)多年，與傳統(tǒng)體硅工藝相比，具有功耗低、速度快、集成度高、抗瞬時輻照能力強、無閂鎖效應等優(yōu)點。SOI FinFET結合了SOI工藝與FinFET結

2、構的優(yōu)點，由于良好的隔離效果以及優(yōu)秀的柵控能力， SOI FinFET在抗輻照領域具有很大的發(fā)展?jié)摿?。由于單純通過工藝方法實現(xiàn)抗輻照加固存在成本過高的問題，綜合利用晶體管級、系統(tǒng)級加固方法可以在有效降低加固成本的同時提高電路整體的加固效果。
　　本文主要研究輻照效應中的單粒子效應，器件的單粒子效應會在其輸出端產生脈沖電流，該電流會造成邏輯電路的軟錯誤。本文利用Sentaurus TCAD軟件對SOI FinFET器件的單粒子效應進

3、行研究分析，對比同一輻照條件下單鰭與雙鰭FinFET的單粒子響應以及同一器件不同輻照條件下的單粒子響應。利用Sentaurus TCAD建立28nm SOIFinFET器件三維模型，利用軟件提供的重離子模型模擬高能粒子。研究對比了兩種器件結構在不同 LET值、不同漏端偏壓、不同入射位置以及不同溫度下的單粒子響應，通過對比發(fā)現(xiàn)器件的敏感點以及最敏感的工作狀態(tài)。對比結果表明，入射粒子 LET值越大、器件漏端電壓越高，器件的單粒子響應越強烈。

4、器件的最敏感位置在器件的漏端附近，對于雙鰭FINFEI來說，當入射位置位于雙鰭中間且接近漏端時，脈沖電流最大。溫度對器件的單粒子效應的影響并不明顯，溫度較高時，脈沖電流會有略微下降。結果同時表明，雙鰭結構比單鰭結構具有更好的抗單粒子能力。
　　結合器件仿真分析，利用Sentaurus與SPICE進行混合仿真，針對組合邏輯中常用的反相器進行了單粒子仿真，討論研究了幾種加固方法，其中由原始組合電路以及加固電路、糾錯電路構成的加固電路具