深亚微米CMOS反相器的单粒子瞬态效应研究

针对小尺寸CMOS反相器的单粒子瞬态效应,分别采用单粒子效应仿真和脉冲激光模拟试验两种方式进行研究。选取一种CMOS双反相器作为研究对象,确定器件的关键尺寸,并进行二维建模,完成器件的单粒子瞬态效应仿真,得到单粒子瞬态效应的阈值范围。同时,开展脉冲激光模拟单粒子瞬态效应试验,定位该器件单粒子瞬态效应的敏感区域,捕捉不同辐照能量下器件产生的单粒子瞬态脉冲,确定单粒子瞬态效应的阈值范围,并与仿真结果进行对比分析。     

SOI器件中瞬态浮体效应的模拟与分析

针对SOI器件中的瞬态浮体效应进行了一系列的数值模拟,通过改变器件参数,比较系统地考察了SOI器件中瞬态浮体效应,同时也研究和分析了瞬态浮体效应对CMOS/SOI电路(以环振电路为例)的影响,并提出了抑制器件浮体效应的器件结构和参数优化设计.     

SOI器件中瞬态浮体效应的模拟与分析

针对 SOI器件中的瞬态浮体效应进行了一系列的数值模拟 ,通过改变器件参数 ,比较系统地考察了 SOI器件中瞬态浮体效应 ,同时也研究和分析了瞬态浮体效应对 CMOS/SOI电路 (以环振电路为例 )的影响 ,并提出了抑制器件浮体效应的器件结构和参数优化设计 .     

SiGe HBT单粒子效应关键影响因素数值仿真

针对锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT),采用半导体三维器件数值仿真工具,建立单粒子效应三维损伤模型,研究SiGe HBT单粒子效应的损伤机理,以及空间极端环境与器件不同工作模式耦合作用下的单粒子效应关键影响因素。分析比较不同条件下离子入射器件后,各端口瞬态电流的变化情况,仿真实验结果表明,不同工作电压下,器件处于不同极端温度、不同离子辐射环境,其单粒子瞬态的损伤程度有所不同,这与器件内部在不同环境下的载流子电离情况有关。     

一种二维SOI CMOS门级瞬态数值模型

本文给出一种SOI CMOS门级二维集成数值模型.该模型直接将端点电流、端点电压与内部载流子的输运过程联系在一起,可准确地模拟亚微米SOI CMOS反相器的瞬态特性、并给出清晰的内部物理图象.模型采用一种新的数值方法──交替方向法,将二维瞬态方程转化为两个相邻时间层的一维问题解,并提出动态二步迭代法以确保瞬态模拟的快速、稳定收敛.本文简要讨论了SOI CMOS器件中少子的累积对电路瞬态特性的影响.本模型还可用于计算辐射对SOI器件的影响以及研究漏电机理,它为高可靠亚微米SOI器件及电路的研制提供了方便的CAD工具.     

基于三维模型的InGaP/GaAs HBT单粒子效应仿真

为全面评估航天型号用元器件的抗辐射性能,对InGaP/GaAs异质结双极晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor,HBT)的单粒子效应进行了仿真研究。首先,介绍了空间辐射环境中重离子诱发器件产生单粒子瞬态脉冲的机理。然后,建立了InGaP/GaAs HBT器件三维仿真模型,并利用蒙特卡罗方法模拟了不同能量的C、F、Cl、Br、I等重离子在器件中的射程和LET值。最后,基于ISE-TCAD仿真软件对器件的单粒子瞬态脉冲电流曲线进行了仿真和分析。结果表明:重离子在器件中产生的集电极瞬态脉冲电流可达几百微安,集电极瞬态脉冲电流与重离子的能量成反比,与离子的原子序数成正比。由此可知,InGaP/GaAs HBT器件对单粒子效应比较敏感,且对不同重离子的敏感程度不同。这可以为航天型号用元器件的设计选型和可靠性评估提供技术支撑。     

基于PDSOI单粒子翻转物理机制的SPICE模型研究

通过研究半导体器件单粒子翻转的物理机制,利用Synopsys TCAD工具对基于中国科学院微电子所开发的0.35μm部分耗尽SOI器件进行单粒子翻转的模拟,讨论了器件模拟物理模型的选择,验证了理论分析的正确性,并对重离子撞击引起的瞬态电流过程进行分析.分析表明单粒子翻转存在两个放电阶段,第一阶段过量电子漂移扩散电流组成激增电流部分;第二阶段部分耗尽SOI器件寄生三极管放电机制以及过量空穴放电机制引起的缓慢电流放电＂尾部＂.结合激增电流的物理意义,提出合理的数学模型,推导出描述此电流的一维解析解;对于缓慢衰减的＂尾部＂电流,提出子电路模型,并基于SPICE三极管模型进行参数提取,着重讨论了单粒子翻转的敏感参数.最后给出了以反相器为例的SPICE模拟与TCAD模拟在瞬态电流,输出节点电荷收集,LET阈值的对比结果,验证了SPICE模型的合理性和精确性.     

SOI CMOS SRAM单元单粒子翻转效应的模拟

为简单快速模拟静态随机存储器(SRAM)的单粒子效应,在二维器件数值模拟的基础上,以经典的双指数模型为原型,通过数值拟合得到了单粒子效应瞬态电流脉冲的表达式,考虑晶体管偏压对瞬态电流的影响,得到修正的瞬态电流表达式,将其带入电路模拟软件HSPICE中进行SRAM存储单元单粒子翻转效应的电路模拟,通过与实际单粒子实验结果的对比,验证了这种模拟方法的实用性。     

0.18μm NMOS的重离子单粒子瞬态脉冲的仿真模拟

为了详细地了解纳米MOS电路中单粒子瞬变电荷收集机理,利用ISETCAD软件仿真二维模拟0.18μm NMOS的单粒子瞬态脉冲。通过进行三种不同的电路连接方式和不同的粒子注入位置的仿真,得到了一系列单粒子瞬态电流脉冲(SET)与时间的关系曲线。分析了不同电路连接方式和注入位置对SET的峰值和脉宽的影响。为下一步建立SET的精确模型进行SET效应的模拟做基础的研究。     

0.18um NMOS的重离子单粒子瞬态脉冲的仿真模拟

摘要：为了详细的了解纳米MOS电路中单粒子瞬变电荷收集机理,利用ISETCAD软件仿真二维模拟0.18um NMOS的单粒子瞬态脉冲。通过进行三种不同的电路连接方式和不同的粒子注入位置的仿真,得到了一系列单粒子瞬态电流脉冲（SET）与时间的关系曲线。分析了不同电路连接方式和注入位置对SET的峰值和脉宽的影响。为下一步建立SET的精确模型进行SET效应的模拟做基础的研究。