摘要: 随着工艺技术的进步，短沟道效应、源漏电荷分享等对器件的影响越来越严重，平面工艺的限制日趋明显。FinFET技术相对于平面技术有更高的速度，更低的功耗，立体结构使得特征尺寸的进一步降低成为可能，是纳米尺度器件的理想工艺选择。SOI(Silicon On... 展开 随着工艺技术的进步，短沟道效应、源漏电荷分享等对器件的影响越来越严重，平面工艺的限制日趋明显。FinFET技术相对于平面技术有更高的速度，更低的功耗，立体结构使得特征尺寸的进一步降低成为可能，是纳米尺度器件的理想工艺选择。SOI(Silicon On Insulator)即绝缘体上硅在业界已出现多年，与传统体硅工艺相比，具有功耗低、速度快、集成度高、抗瞬时辐照能力强、无闩锁效应等优点。SOI FinFET结合了SOI工艺与FinFET结构的优点，由于良好的隔离效果以及优秀的栅控能力， SOI FinFET在抗辐照领域具有很大的发展潜力。由于单纯通过工艺方法实现抗辐照加固存在成本过高的问题，综合利用晶体管级、系统级加固方法可以在有效降低加固成本的同时提高电路整体的加固效果。 本文主要研究辐照效应中的单粒子效应，器件的单粒子效应会在其输出端产生脉冲电流，该电流会造成逻辑电路的软错误。本文利用Sentaurus TCAD软件对SOI FinFET器件的单粒子效应进行研究分析，对比同一辐照条件下单鳍与双鳍FinFET的单粒子响应以及同一器件不同辐照条件下的单粒子响应。利用Sentaurus TCAD建立28nm SOIFinFET器件三维模型，利用软件提供的重离子模型模拟高能粒子。研究对比了两种器件结构在不同 LET值、不同漏端偏压、不同入射位置以及不同温度下的单粒子响应，通过对比发现器件的敏感点以及最敏感的工作状态。对比结果表明，入射粒子 LET值越大、器件漏端电压越高，器件的单粒子响应越强烈。器件的最敏感位置在器件的漏端附近，对于双鳍FINFEI来说，当入射位置位于双鳍中间且接近漏端时，脉冲电流最大。温度对器件的单粒子效应的影响并不明显，温度较高时，脉冲电流会有略微下降。结果同时表明，双鳍结构比单鳍结构具有更好的抗单粒子能力。 结合器件仿真分析，利用Sentaurus与SPICE进行混合仿真，针对组合逻辑中常用的反相器进行了单粒子仿真，讨论研究了几种加固方法，其中由原始组合电路以及加固电路、纠错电路构成的加固电路具有良好的加固效果，而且该方法具有普遍适用性，可以推广至全部 CMOS组合电路。由于加固电路的加入可能使得电路的面积扩大两倍以上，因此，结合系统级仿真、模块输入向量特点以及概率统计分析的方法，可以在保证加固效果的前提下采用简化的加固电路与纠错电路结构。综合使用各种加固方法，合理分配加固指标于各层级设计中，可以得到很好的加固效果。本文的最后讨论了通过逻辑屏蔽的方法设计加固电路的方法。 收起