SOI器件的增强短沟道效应模型

为了探索SOI器件总剂量辐照后阈值电压漂移量和沟道长度的关系,利用器件模拟软件ISE TCAD,对不同沟道长度的PDSOI NMOS管进行了总剂量辐照模拟.模拟结果表明,随着沟道长度的减小,背沟道MOS管阈值电压漂移越来越大,并且漂移量和辐照偏置密切相关,称此效应为SOI器件的增强短沟道效应.以短沟道效应理论为基础对此效应的机理进行了解释,并以短沟道效应模型为基础对此效应提出了一个简洁的阈值电压漂移模型,通过对ISE模拟结果进行曲线拟合对所提出的模型进行了验证.     

深亚微米SRAM电流感应电路的分析和优化*

本文对随机掺杂浮动效应下传统的电流感应电路的可靠性做了定量的分析。主要考虑了晶体管尺寸、控制信号的下降时间和特定晶体管的阈值电压三方面对电流感应电路可靠性的影响。在这个基础上,我们做了最终的优化来提高电流灵敏放大器的可靠性。在90纳米工艺下,仿真结果显示最终优化后的电流感应电路的失败率能够比优化前减少百分之八十,而延时只是稍微增加一点。     

RF PDSOI LDMOS器件的电离总剂量辐照效应

研制了一种用于射频领域的叉指栅PDSOI LDMOS晶体管,并分析了总剂量辐照对其静态和小信号射频特性的影响. 其静态工作模式下的辐照响应由前/背栅阈值、泄漏电流、跨导和输出特性表征,而其交流工作模式下的辐照响应由截止频率和最高振荡频率表征. 实验表明,在室温环境下经过总剂量为1Mrad(Si)的γ射线辐照,不同尺寸和结构的射频SOI LDMOS晶体管的各项指标均表现出明显退化,并且仅当器件工作在静态模式时LBBC LDMOS才表现出优于BTS LDMOS的抗辐照性能.     

基于SOI结构的辐照传感器的辐照响应特性研究

绝缘体上硅埋氧层(Silicon-On-Insulator Buried Oxide,SOI BOX)P型金属氧化物半导体场效应晶体管(Positive channel Metal Oxide Semiconductor,PMOS)是用于新型高灵敏度辐射探测仪的一种关键器件。通过试验研究了SOI BOX PMOS的辐照响应特性,包括辐照偏置对SOI BOX PMOS的辐射响应灵敏度的影响、不同辐射剂量率环境下的SOI BOX PMOS的灵敏度响应差异、辐照后的SOI BOX PMOS的退火特性及其对辐射响应敏感度影响,以及SOI BOX PMOS沟道宽长比与其灵敏度的关系等,并对试验结果进行了必要的理论分析。实验结果表明:正偏置辐照的器件对电荷的收集响应灵敏度明显高于零偏置辐照的器件;阈值电压的辐照变化几乎不受退火效应影响;相比于宽沟道器件,窄沟道器件的阈值电压漂移更为明显。实验研究为新型辐射剂量探测仪的研制打下了基础。     

辐照加固的500MHz锁相环设计

设计了一款与CSMC 0.5μm CMOS工艺兼容的频率为500 MHz的辐照加固整数型锁相环电路,研究了总剂量辐照以及单粒子事件对锁相环电路主要模块及整个系统性能的影响。此外,通过修正BSIM3V3模型的参数以及施加脉冲电流源来模拟总剂量辐照效应和单粒子事件,对锁相环整体电路进行了电路模拟仿真以及版图寄生参数提取后仿真。模拟结果表明,辐照总剂量为1Mrad(Si)时锁相环电路仍能正常工作,产生270.58~451.64 MHz的时钟输出,峰峰值抖动小于100 ps,锁定时间小于4μs;同时在对单粒子事件敏感的数字电路的主要节点处施加脉冲电流源后,锁相环电路均能在短时间内产生稳定的输出。     

A total dose radiation model for deep submicron PDSOI NMOS

In most of the total dose radiation models,the drift of the threshold voltage and the degradation of the carrier mobility were only studied when the bulk potential is zero.However,the measured data indicate that the total dose effect is closely related to the bulk potential.In order to model the influence of the bulk potential on the total dose effect,we proposed a macro model.The change of the threshold voltage,carrier mobility and leakage current with different bulk potentials were all modeled in this model,and the model is well verified by the measured data based on the 0.35μm PDSOI process developed by the Institute of Microelectronics of the Chinese Academy of Sciences,especially the part of the leakage current.     

辐照对PDSOI RF MOS体接触结构器件性能的影响

基于抗辐照加固0.35μm PDSOI CMOS工艺制作了RF NMOS器件,研究了电离总剂量辐照对不同体接触结构、栅结构器件性能的影响.在其静态工作模式下,分别考虑了辐照对器件转移特性、泄漏电流、跨导及输出特性的影响;在其交流工作模式下,分别考虑了辐照对其交流小信号电流增益、最大有效/稳定增益、截止频率和最高震荡频率的影响.试验结果表明,与同类非加固工艺器件相比,此种PDSOI RF NMOS抗辐照性能更好,其中以LBBC和LTS型体接触器件受电离总剂量辐照影响最小,并且可获得截止频率22.39 GHz和最高振荡频率29.19 GHz.     

总剂量辐照加固的PDSOI CMOS 3线-8线译码器

报道了一种制作在SIMOX晶圆之上的总计量加固的2μm部分耗尽SOI CMOS 3线-8线译码器电路,其辐照特性由晶体管的阚值电压、电路的静态泄漏电流以及电流电压特性曲线表征.实验表明,该译码器的抗总剂量能力达3×105rad(Si),nMOS管和pMOS管在最坏情况下前栅沟道阈值漂移分别小于20和70mV,并且在辐照、退火以及后续追加辐照过程中无明显的泄漏电流增加,电路的功能并未退化.     

SOI MOSFET的体接触对器件热导的影响

The thermal conductance of devices with different body contacts is studied. A new analytical expression is proposed. This expression can be used in parameter extraction, which gives both good efficiency and high precision. The ratio of thermal conductance of the body contact region to that of the body region is nearly equal to the ratio of the area. The use of an H shape gate body contact is suggested to aid power dissipation in SOI MOSFETs.     

高可靠性SRAM中缩短汉明码EDAC电路的失效分析

缩短汉明码及其改进码字被广泛使用在宇航级高可靠性存储器的差错检测与纠正电路中。作为一种成熟的纠正单个错误编码,其单字节内多位翻转导致缩短汉明码失效的研究却很少。这篇文章分析了单字节多位翻转导致缩短汉明码失效的情况,分析了各种可能的错误输出模式,并从理论上给出了其概率计算公式。采用Matlab软件进行的计算机模拟试验表明,理论结果与试验结果基本相符。这篇文章最后分析了ISSI公司在其抗辐射SRAM设计中采用的一种将较长信息位分成相等两部分,分别采用缩短汉明码进行编译码的方案。分析表明,这种编译码方案可以降低失效状态下输出3 bit翻转的概率。