本文關鍵詞：基于65NM體硅CMOS工藝SRAM 6管單元抗輻射加固技術的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：航天事業(yè)的迅速發(fā)展,使得太空中輻射對航天器件的損害效應越來越受到人們的關注。即便在地球附近也會存在能量極高的粒子,這些高能量的粒子可能會引起存儲單元中數(shù)值的翻轉,這種錯誤被稱為單粒子翻轉(SEU, Single Event Upset)。研究表明,隨著CMOS工藝特征尺寸的縮減,SRAM單元軟錯誤發(fā)生幾率持續(xù)增加。傳統(tǒng)的SOI工藝加固設計成本高,而電路加固設計占用很大的面積開銷。為解決這個問題,本文從版圖加固的角度,研究基于SMIC 65nm體硅CMOS工藝的抗輻射SRAM 6管單元的設計與實現(xiàn),課題的主要工作如下：首先介紹了單粒子效應產(chǎn)生的機制,并對單粒子效應的定量計算、模型建立、仿真方法進行探討。然后講述SRAM6管工作原理和分析單粒子對其影響的機理。采用Synopsys Sentaurus TCAD工具,對MOSFET進行建模,根據(jù)SMIC 65nm MOSFET尺寸及I/V特性進行工藝校準；對反相器進行建模,研究版圖間距對反相器抗單粒子效應的影響；給出加固后的反相器模型,對加固后的反相器進行TCAD仿真分析,將其與未加固的反相器進行比較,結果表明采用的保護環(huán)和保護漏加固技術效果明顯。最后,在MOSFET和反相器模型基礎上,對SRAM 6管單元進行3D TCAD建模,詳細研究版圖間距和版圖結構對SRAM 6管單元抗SEU效應的影響。在反相器加固技術的基礎上,提出對SRAM 6管單元采用保護環(huán)及保護漏的加固技術,采用混合仿真快速驗證加固效果�？紤]耦合效應,給出SRAM 6管單元TCAD加固后模型,TCAD仿真實驗結果顯示與未加固的模型相比抗輻射效果明顯。本文提出的版圖方案具備穩(wěn)定性和面積開銷兩方面的優(yōu)勢,這對于SRAM抗單粒子翻轉的設計具有重要參考價值。
【關鍵詞】：靜態(tài)隨機存取存儲器 單粒子翻轉 計算機輔助工藝技術 版圖加固
【學位授予單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V446;TP333
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 研究背景及意義8-11
• 1.1.1 輻射環(huán)境來源8-9
• 1.1.2 輻射效應種類9-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 工藝設計12-13
• 1.2.2 電路設計13-14
• 1.2.3 算法設計14-15
• 1.2.4 版圖設計15-16
• 1.3 本文的研究工作16-17
• 1.4 章節(jié)安排17-18
• 第二章 單粒子效應概述18-25
• 2.1 單粒子效應種類18-21
• 2.1.1 單粒子翻轉效應18-19
• 2.1.2 單粒子閂鎖效應19-20
• 2.1.3 單粒子多位翻轉效應20
• 2.1.4 單粒子功能中斷20-21
• 2.2 單粒子效應的定量計算21-22
• 2.3 單粒子效應模擬方法22-24
• 2.3.1 器件建模仿真22-23
• 2.3.2 電路建模仿真23
• 2.3.3 單粒子翻轉的器件/電路混合仿真23-24
• 2.3.4 單粒子翻轉的TCAD仿真24
• 2.4 本章小結24-25
• 第三章 SRAM存儲單元抗輻射加固設計25-49
• 3.1 傳統(tǒng)SRAM6管設計26-28
• 3.1.1 電路結構與原理26-27
• 3.1.2 單粒子效應對6管單元的影響27-28
• 3.2 MOSFET模型建立28-37
• 3.2.1 Synopsys Sentaurus TCAD軟件28-32
• 3.2.2 MOSFET TCAD模型及工藝校準32-37
• 3.3 反相器建模及加固模型研究37-42
• 3.3.1 版圖間距對反相器SET特性的影響37-40
• 3.3.2 反相器加固TCAD模型及仿真40-42
• 3.4 SRAM 6管版圖加固42-48
• 3.4.1 兩種版圖Q節(jié)點轟擊后的電壓變化42-44
• 3.4.2 版圖間距對單粒子效應的影響44-45
• 3.4.3 SRAM 6管加固模型混合仿真45-46
• 3.4.4 SRAM 6管單元加固模型TCAD仿真46-48
• 3.5 本章小結48-49
• 第四章 總結與展望49-52
• 4.1 研究工作總結49-50
• 4.2 工作展望50-52
• 參考文獻52-56
• 致謝56

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本文編號：318741