SOIFINFET器件和SRAM單元單粒子效應(yīng)研究.pdf

1、隨著集成電路設(shè)計和制造技術(shù)的發(fā)展，器件尺寸不斷減小，短溝道效應(yīng)和閾值電壓漂移等非理想效應(yīng)對器件性能的影響越來越顯著。傳統(tǒng)的平面器件越來越不適合22nm尺寸以下的制造工藝，F(xiàn)INFET技術(shù)由于其納米尺寸下柵對溝道的控制能力強、集成密度高等優(yōu)勢而開始嶄露頭角。SOI FINFET使用的全介質(zhì)隔離工藝，不僅去除了困擾體硅器件已久的閂鎖效應(yīng)，而且敏感翻轉(zhuǎn)體積僅局限在很小范圍里，在輻照加固領(lǐng)域具有光明的應(yīng)用前景。
　　本文對三柵SOI單鰭F

2、INFET和雙鰭FINFET器件在單粒子效應(yīng)下的特性進行了TCAD模擬研究，并比較了兩種器件對相同輻射條件的敏感性。利用 ISE TCAD軟件對40nm三柵SOI單鰭FINFET和雙鰭FINFET器件建立三維模型，然后加入單粒子效應(yīng)模塊進行模擬，分別提取不同漏極偏壓、不同LET值、不同入射位置三種因素下漏端電流隨時間變化的曲線，得到高能粒子入射器件的最壞條件，并根據(jù)脈沖電流等參數(shù)比較單鰭FINFET和雙鰭FINFET受單粒子效應(yīng)的影響程

3、度。仿真結(jié)果表明，漏極偏壓越大、入射單粒子LET值越大、入射位置距離柵下體區(qū)與靠近漏端的鰭界面越近，漏端收集的脈沖電流峰值越高；相同入射條件下，LET值較小時，雙鰭 FINFET器件漏端電流明顯小于單鰭 FINFET器件，LET值較大后，雙鰭器件漏端電流約為單鰭器件的一半，說明雙鰭 FINFET器件在入射粒子能量較小時抗單粒子效應(yīng)能力比單鰭FINFET器件高很多，但LET值增大后，兩種器件對SEE敏感性的差異減小。其次利用 ISE TC

4、AD軟件對SOI SRAM單元進行單粒子效應(yīng)的混合級仿真，得到的敏感節(jié)點電流和電壓與電路級仿真的結(jié)果進行比較，兩種仿真結(jié)果與文獻中數(shù)據(jù)對比表明混合級仿真方法的精確度更高；由于真實的輻射空間中單粒子和總劑量輻射都會存在，又對SOI SRAM單元進行了單粒子和總劑量耦合條件下的混合級仿真，模擬結(jié)果與單粒子條件下的仿真結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)兩種輻射耦合情況下 SRAM單元翻轉(zhuǎn)閾值降低0.1 pC/μm左右，即兩種輻射耦合條件下SRAM電路抗單粒子翻轉(zhuǎn)