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超深亚微米器件的辐照特性研究与建模

王思浩  
【摘要】: 随着航天电子技术的发展,空间环境和电子技术的关系越来越密切。辐照会导致器件性能的退化,甚至是彻底的失效。总剂量效应是导致器件性能退化的主要辐照效应之一。 本文主要针对超深亚微米CMOS器件的总剂量效应进行了实验研究,实验结果表明:环栅器件具有很好的抗辐照特性;总剂量效应对直栅NMOS器件直流特性的影响较为严重,会导致器件的关态泄漏电流增大,使器件和电路的静态功耗增加。 在实验分析的基础上建立了直栅MOS器件总剂量效应模型。在模型中考虑了界面态不均匀分布、衬底掺杂分布、陷阱电荷不均匀分布、STI区角度以及源漏结深的影响。应用建立的模型预测各种电路模块的辐照特性,包括:电阻负载反相器、环形振荡器、开关电路和传输门电路。预测结果表明:总剂量效应基本不会引起组合逻辑电路的逻辑错误,但会增加电路的静态功耗;总剂量效应对开关电路的影响较为严重,会导致电路失效。 对环栅器件进行建模,并将该模型嵌入到商用模型BSIM3V3中,便于电路仿真。对模型结果进行了验证,误差均在10%以下。


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