不同工艺尺寸CMOS器件单粒子闩锁效应及其防护方法

基于建立的不同工艺尺寸的CMOS器件模型,利用TCAD器件模拟的方法,针对不同工艺CMOS器件,开展了不同工艺尺寸CMOS器件单粒子闩锁效应(SEL)的研究。研究表明,器件工艺尺寸越大,SEL效应越敏感。结合单粒子闩锁效应触发机制,提出了保护带、保护环两种器件级抗SEL加固设计方法,并通过TCAD仿真和重离子试验验证防护效果,得出最优的加固防护设计。结果表明,90nm和0.13μm CMOS器件尽量选用保护带抗SEL结构,0.18μm或更大工艺尺寸CMOS器件建议选取保护环抗SEL结构。     

利用微电子测试图形研究CMOS IC的锁定效应

体硅 CMOS IC 内不可避免地存在着寄生 pnpn 四层结构,在一定条件下,导致器件闭锁失效。本文结合专门用于研究 CMOS IC 内锁定的微电子测试图形,对以设计、工艺制备的一系列组合测试结构,进行测试,并对锁定现象作对比分析,提出了优化设计的途径。     

CMOS/SOI工艺触发器单元的单粒子实验验证与分析

针对定制设计中的触发器单元,提出了一种双移位寄存器链单粒子实验验证方法,利用该方法对基于0.35μm CMOS/SOI工艺、普通结构设计的抗辐射触发器,分别在北京串列加速器核物理国家实验室和兰州重离子加速器国家实验室进行了单粒子实验.实验结果表明,该抗辐射触发器不仅对单粒子闩锁效应免疫,而且具有非常高的抗单粒子翻转的能力.      

CMOS反相器内部瞬态闩锁效应的脉冲宽度效应理论模型

从基本半导体物理出发,通过求解载流子连续性方程,建立了能够定量描述引起CMOS反相器内部瞬态闩锁效应的微波脉冲功率阈值与脉冲宽度关系的解析理论模型。通过与仿真结果以及文献中实验数据的对比,验证了该理论模型的正确性。该理论模型表明,引起CMOS反相器内部瞬态闩锁效应的微波脉冲功率阈值首先随着脉冲宽度增加逐渐降低,但是存在一个明显拐点区域,当脉冲宽度超过该区域之后,引起闩锁效应的功率阈值变化不甚明显。     

“三径”闭锁窗口模型的实验研究

在解释CMOS器件辐射感应的闭锁窗口现象时,提出了所谓的“三径”闭锁窗口模型。在分析CMOS器件闭锁电路模型的基础上,简要介绍了“三径”闭锁窗口模型的有关情况。为了实验验证该模型,设计了实验电路以模拟CMOS器件的寄生闭锁路径,给出了相应的参数。“强光I”瞬时伽马辐照实验显示,实验电路像预计的那样出现了闭锁窗口。这说明,用“三径”模型解释某些闭锁窗口现象是合理的。     

关于曲线参数方程的两个注记

在现行教材中,有关参数方程所示曲线的图像特点、描绘方法以及自身封闭所围成的平面图形的面积等都未给出明确的求法,为此,文中给出了关于曲线参数方程的两个教学注记,以弥补教材中的不足.     

CMOS集成电路中闩锁效应的模拟

为了预测体硅OMOS电路中闩锁效应发生的条件,本文开发了一个改进的集总参数模型,以计算闩锁的维持特性与静态触发特性;提出了一个新的扩展电阻公式以代替费时的二维数值计算。模拟结果与实验数据吻合,对6微米工艺和等比例缩小的3微米工艺CMOS电路中的闩锁效应进行了计算和比较。     

“三径”闭锁窗口模型的实验研究

 在解释CMOS器件辐射感应的闭锁窗口现象时，提出了所谓的“三径”闭锁窗口模型。在分析CMOS器件闭锁电路模型的基础上，简要介绍了“三径”闭锁窗口模型的有关情况。为了实验验证该模型，设计了实验电路以模拟CMOS器件的寄生闭锁路径，给出了相应的参数。“强光I”瞬时伽马辐照实验显示，实验电路像预计的那样出现了闭锁窗口。这说明，用“三径”模型解释某些闭锁窗口现象是合理的。     

CMOS反相器内部瞬态闩锁效应的脉冲宽度效应理论模型

从基本半导体物理出发,通过求解载流子连续性方程,建立了能够定量描述引起CMOS反相器内部瞬态闩锁效应的微波脉冲功率阈值与脉冲宽度关系的解析理论模型。通过与仿真结果以及文献中实验数据的对比,验证了该理论模型的正确性。该理论模型表明,引起CMOS反相器内部瞬态闩锁效应的微波脉冲功率阈值首先随着脉冲宽度增加逐渐降低,但是存在一个明显拐点区域,当脉冲宽度超过该区域之后,引起闩锁效应的功率阈值变化不甚明显。     

利用微电子测试图形研究CMOS IC的锁定效应

体硅CMOS IC内不可避免地存在着寄生pnpn四层结构,在一定条件下,导致器件闭锁失效.本文结合专门用于研究CMOSIC内锁定的微电子测试图形,对以设计、工艺制备的一系列组合测试结构,进行测试,并对锁定现象作对比分析,提出了优化设计的途径.