超深亞微米器件單粒子輻射新效應(yīng)的物理機(jī)理研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，器件特征尺寸越來越小，單粒子輻射效應(yīng)已經(jīng)成為輻射環(huán)境微電子器件可靠性的一個(gè)主要的影響因素。器件尺寸縮小不僅使得半導(dǎo)體存儲器對于單粒子電離效應(yīng)更為敏感，而且出現(xiàn)了電荷共享和多位翻轉(zhuǎn)等新可靠性問題。單次粒子撞擊引發(fā)多個(gè)存儲單元的翻轉(zhuǎn)在超深亞微米技術(shù)下變得越來越頻繁，成為一個(gè)日益嚴(yán)重的問題。由于以前的電荷收集模型主要是基于單個(gè)節(jié)點(diǎn)上的電荷輸運(yùn)收集過程，故無法對粒子從不同位置入射引起的相鄰器件間的電荷收集進(jìn)行分析。然而，對

2、于超深亞微米器件，電荷共享和多位翻轉(zhuǎn)使得上述的假設(shè)不再成立。因此，如果想要正確地預(yù)計(jì)超深亞微米器件中的單粒子翻轉(zhuǎn)率，就必須對電荷共享和多位翻轉(zhuǎn)等新效應(yīng)的物理機(jī)理進(jìn)行研究。本文通過理論分析和數(shù)值模擬對超深亞微米器件新效應(yīng)的物理機(jī)理進(jìn)行了深入研究，并在此基礎(chǔ)上建立了超深亞微米器件考慮電荷共享的電荷收集模型，并通過與90nm MOS技術(shù)的TCAD模擬結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證了模型的正確性。本文主要完成的工作及得到的結(jié)論如下：
　　1)總結(jié)了多

3、位翻轉(zhuǎn)隨工藝尺寸發(fā)展的變化趨勢及多位翻轉(zhuǎn)的物理機(jī)理。確定了電荷共享是導(dǎo)致超深亞微米器件發(fā)生多位翻轉(zhuǎn)的主要原因。
　　2)建立了超深亞微米器件考慮電荷共享的電荷收集模型。此模型考慮了相鄰器件間的電荷共享，并考慮了粒子從器件不同位置入射時(shí)，電荷收集的物理機(jī)理的不同。
　　3)設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)模擬方案，從建模結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電荷共享隨著器件的節(jié)點(diǎn)間距的增大而減小，隨著入射粒子與器件表面的夾角的減小而增大。研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)多位翻轉(zhuǎn)的主要機(jī)理是電