FinFET SRAM总剂量效应研究

摘要

SRAM是航天电子系统中关键的辐射敏感芯片。当前，CMOS集成电路工艺已推进到16nm，器件结构演变为三栅结构的FinFET，由于器件结构发生了显著变化，其辐射效应也不同于平面栅结构的MOSFET，开展基于FinFET的SRAM辐射效应研究十分必要。
　　论文从总剂量效应损伤机理出发，采用Sentaurus TCAD软件，建立了FinFET器件三维模型，开展了FinFET器件总剂量效应仿真分析，并同平面结构MOSFET的总剂量效应仿真结果进行了对比，结果表明FinFET器件抗总剂量的水平优于普通MOS器件。以器件级仿真结果为基础，采用Candence软件工具，开展了SRAM中存储单元、读出放大电路等敏感电路的仿真分析，获得了敏感电路的电学性能变化和漏电流变化；以电路仿真结果为基础，分析总结了SRAM芯片的最劣偏置状态，依据GJB-548B方法中的1019.2试验标准，提出了针对FinFET SRAM芯片总剂量效应试验方案，给出了实验流程，探讨了当前可采用的实验装置开发策略。
　　论文获得的主要研究成果有：
　　1.FinFET器件的抗总剂量水平优于MOS器件，其抗总剂量水平可以达到480Krad(SiO2)；
　　2.在FinFET SRAM总剂量试验中，需要重点关注总剂量辐射下存储阵列和灵敏放大器的电学参数和功能参数变化情况；
　　3.创新性提出了FinFET SRAM总剂量效应试验方案，并针对该方案给出了FinFET SRAM总剂量试验流程，初步探讨了总剂量试验的试验系统。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2辐照效应分析

1.3 FinFET器件及总剂量效应研究现状

1.4论文主要工作和组织安排

第二章 MOS器件及FinFET器件的总剂量效应分析

2.1 MOS器件总剂量效应分析

2.2 FinFET建模分析

2.3 FinFET器件总剂量效应仿真分析

2.4本章小结

第三章 SRAM辐射敏感性分析及加固方法探讨

3.1 SRAM存储单元

3.2灵敏放大器

3.3外围电路的总剂量效应

3.4本章小结

第四章FinFET SRAM总剂量效应试验方案设计

4.1国内外总剂量试验标准对比

4.2总剂量试验方法

4.3FinFET SRAM的总剂量试验方案

4.4FinFET SRAM芯片选型

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1工作总结

5.2工作展望

参考文献

致谢

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