大规模集成电路浮栅ROM器件总剂量辐射效应

提出了一种大规模集成电路总剂量效应测试方法:在监测器件和电路功能参数的同时,监测器件功耗电流的变化情况,分析数据错误和器件功耗电流与辐射总剂量的关系.根据该方法利用60Co γ射线进行了浮栅ROM集成电路(AT29C256)总剂量辐照实验,研究了功耗电流和出错数量在不同γ射线剂量率辐照下的总剂量效应,以及参数失效与功能失效时间随辐射剂量率的变化关系,并利用外推实验技术预估了电路在空间低剂量率环境下的失效时间.     

Impacts of test factors on heavy ion single event multiple-cell upsets in nanometer-scale SRAM

Single event multiple-cell upsets (MCU) increase sharply with the semiconductor devices scaling. The impacts of several test factors on heavy ion single event MCU in 65 nm SRAM are studied based on the buildup of MCU test data acquiring and processing technique, including the heavy ion LET, the tilt angle, the device orientation, the test pattern and the supply voltage; the MCU physical bitmaps are extracted correspondingly. The dependencies of parameters such as the MCU percentage, MCU mean and topological pattern on these factors are summarized and analyzed. This work is meaningful for developing a more reasonable single event test method and assessing the effectiveness of anti-MCU strategies on nanometer-scale devices.     

基于虚拟仪器的CMOS器件脉冲总剂量效应在线测试系统研制

从效应研究的角度出发,利用Labview软件,自行研制了基于PCI插卡式虚拟仪器的CMOS器件脉冲总剂量效应在线测试系统,详细介绍了其硬件结构和软件设计思想,利用该系统在"强光一号"辐射模拟装置上开展了试验验证,表明其原理和技术途径是可行的,基本掌握了开展CMOS器件脉冲总剂量损伤以及时间关联退火响应研究的关键测试技术.     

Flash型FPGA的单粒子效应测试系统研制

研制了一套Flash型FPGA的单粒子效应测试系统,其具有片上SRAM/Flash ROM单粒子翻转效应测试、D触发器单粒子效应测试、锁相环与时钟网络单粒子瞬态效应测试、单粒子瞬态脉冲宽度测试等功能。本文介绍了该系统的测试原理和软硬件实现方法。     

Method of simulation of low dose rate for total dose effect in 0.18 μm CMOS technology

Three methods for simulating low dose rate irradiation are presented and experimentally verified by using 0.18 μm CMOS transistors.The results show that it is the best way to use a series of high dose rate irradiations, with 100 °C annealing steps in-between irradiation steps, to simulate a continuous low dose rate irradiation.This approach can reduce the low dose rate testing time by as much as a factor of 45 with respect to the actual 0.5 rad（Si）/s dose rate irradiation.The procedure also provides detailed information on the behavior of the test devices in a low dose rate environment.     

0.18μm CMOS器件低剂量率辐照模拟方法研究

本文研究了三种低剂量率效应的模拟方法,并利用0.18μm CMOS工艺晶体管进行了实验验证,研究结果表明,用一系列高剂量率辐照样品,两次辐照之间经100oC退火的方法在模拟连续的低剂量率辐照是最好的。该方法节约时间是很可观的,能够减少0.5rad(Si)/s低剂量率实验时间达45倍,而且提供了在低剂量率辐照下器件的详细信息。     

典型CMOS器件总剂量加速试验方法验证

应用美军标试验方法1019．5和1019．4分别对两种典型（Complementary Metal-Oxide—Semiconductor Transistor,CMOS）器件进行试验验证,论述了试验原理,对试验现象进行了详细的分析,了解实验室条件下评估空间氧化物陷阱电荷和界面陷阱电荷的可行性和保守性。实验表明,两种不同工艺的CC4069器件没有通过1019．5所做出的试验验证,从实验现象观察认为是由于界面陷阱电荷大量建立所引起的。加固LC4007-RHA NMOS却通过了与1019．5相比过分保守的1019．4的试验验证。     

浮栅ROM器件的脉冲与稳态总剂量效应研究

目前国内存储器辐照效应研究多数集中于功能测试,对具体参数研究较少。本文提出了浮栅型存储器阈值电压的测试方法,并引入紫外预辐照方法,对几种不同集成度的浮栅型存储器EPROM,开展了脉冲与稳态总剂量效应对器件阈值电压影响的异同性研究,分析了损伤机理。研究结果表明,不同于MOS和CMOS器件,脉冲辐照引起的浮栅ROM器件阈值电压漂移大于稳态辐照,为系统器件选型提供了重要参考。     

特征工艺尺寸对CMOS SRAM抗单粒子翻转性能的影响

采用TCAD工艺模拟工具按照等比例缩小规则构建了从亚微米到超深亚微米级7种不同特征尺寸的MOS晶体管,计算了由这些晶体管组成的静态随机存储器(SRAM)单粒子翻转的临界电荷Qcrit、LET阈值(LETth),建立了LETth与临界电荷之间的解析关系,研究了特征工艺尺寸对CMOS SRAM抗单粒子翻转性能的影响及原因。研究表明:随着特征尺寸的减小,SRAM单元单粒子翻转的临界电荷减小,电荷收集效率由于寄生双极晶体管效应而增加,造成LETth随特征尺寸缩小而迅速减小,CMOS SRAM抗单粒子翻转性能迅速降低。     

铁电存储器激光微束单粒子效应试验研究

利用脉冲激光微束单粒子效应(SEE)模拟装置,研究了铁电存储器(FRAM)工作频率对其单粒子翻转(SEU)的影响。研究结果表明,随工作频率的降低,被测器件SEU截面显著增大,且翻转是由外围电路引发的。被测芯片1→0翻转截面明显大于0→1翻转截面。对FRAM工作时序及不同芯片使能信号(CE)占空比下SEU截面的分析表明,频率降低导致的CE有效时间延长与SEU截面的增大有直接关系。本文同时开展了FRAM不同功能模块的单粒子锁定(SEL)敏感性试验,获得了相应的SEL阈值能量和饱和截面,并研究了静态和动态工作模式下由SEL引发的数据翻转情况,发现动态模式下被测器件更易受SEL影响而发生翻转。