总剂量与单粒子协合效应对SRAM单粒子翻转敏感性影响的仿真研究

摘要

静态随机存储器(SRAM)在空间环境中可能会受到总电离剂量(TID)效应和单粒子效应(SEE)协合作用的影响,导致器件单粒子翻转(SEU)的敏感性发生改变。文章针对90 nm的SRAM器件,通过器件级和电路级的综合仿真手段,利用计算机辅助设计(TCAD)和集成电路模拟程序(SPICE)软件研究TID和SEE的协合作用对SRAM器件SEU敏感性的影响机制。发现:当TID和SEE作用在器件相反工作阶段(即存储相反数据)时,SEU敏感性随着总剂量的增加而增强;当TID和SEE作用在器件相同工作阶段(即存储相同数据)时,SEU敏感性随着总剂量的增加而减弱。其原因主要是SRAM的一个下拉NMOS管受到总剂量辐照发生损伤后,引起电路恢复时间和反馈时间的改变,并且恢复过程和反馈过程对SEU敏感性的贡献程度不同。以上模拟结果可为存储器件的抗辐射加固设计提供参考。