本文關(guān)鍵詞：基于商用工藝的抗輻照SRAM存儲器設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著航天技術(shù)的發(fā)展,越來越多的集成電路需要在輻射環(huán)境中工作。靜態(tài)隨機(jī)存儲器(SRAM)作為半導(dǎo)體存儲器家族的重要成員之一,對單粒子效應(yīng)十分敏感。單粒子效應(yīng)輕則引起存儲數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致器件永久損壞。因此,研究SRAM單粒子效應(yīng)及加固方法非常重要。本文采用商用體硅工藝,設(shè)計(jì)了一款容量為1024x16的抗輻照SRAM并進(jìn)行版圖模擬驗(yàn)證,功能符合設(shè)計(jì)要求。與商用SRAM相比抗單粒子翻轉(zhuǎn)與閂鎖性能明顯提升。本論文主要工作如下:1)對單粒子翻轉(zhuǎn)和單粒子閂鎖效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了簡要闡述。分析了普通SRAM對于單粒子效應(yīng)敏感的原因,得出存儲單元對單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)極其敏感。2)歸納了三種加固類型:工藝級、設(shè)計(jì)級、系統(tǒng)級。并對HIT、DICE、QUATRO設(shè)計(jì)加固的存儲單元進(jìn)行了抗SEU機(jī)理分析。主要就DICE與QUATRO結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對比分析,QUATRO結(jié)構(gòu)的敏感節(jié)點(diǎn)對數(shù)目比DICE結(jié)構(gòu)減少了兩對,Quatro對單粒子翻轉(zhuǎn)的敏感性更低,加固效果更好。3)電路加固措施:采用QUATRO結(jié)構(gòu)存儲單元,通過降低敏感節(jié)點(diǎn)對,設(shè)計(jì)冗余存儲節(jié)點(diǎn),對單粒子翻轉(zhuǎn)進(jìn)行加固。4)版圖加固措施:對存儲單元的布局進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),有效降低了電荷共享引起的單粒子多位翻轉(zhuǎn);通過增加阱與襯底的接觸孔數(shù)目降低并聯(lián)電阻、增大NMOS管與PMOS管有源區(qū)間距的方式對單粒子閂鎖進(jìn)行加固。
【關(guān)鍵詞】：抗輻照 靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器 QUATRO單元 單粒子翻轉(zhuǎn) 單粒子閂鎖
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP333
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本文編號：573971