抗輻射SOI CMOS器件結構的研究與設計.pdf

1、近年來空間技術的快速發(fā)展,使越來越多的電子設備應用于空間設備中,空間中的輻射環(huán)境給這些電子設備帶來了很大的危害。由于SOI MOSFET其獨特的結構使其具有較強的抗單粒子輻射的能力,但其復雜的結構也使其對抗總劑量輻射效應比傳統(tǒng)體硅器件復雜的多。通過對國內外有關SOI MOSFET器件抗總劑量輻射效應的研究狀況進行系統(tǒng)化的調研,本論文針對H形柵和環(huán)形柵的SOI MOSFET結構的抗總劑量輻射效應進行了研究,并對條形柵、H形柵和環(huán)形柵SOI

2、 MOSFET結構進行總劑量輻射效應模擬仿真。
　　通過對總劑量輻射效應基本原理及其對SOI MOSFET影響、H形柵和環(huán)形柵SOI器件抗輻射結構原理、TCAD模擬仿真等方面的研究和分析,本論文在以下幾個方面取得一定的研究成果:
　　1、通過 CMOS器件的總劑量輻射效應機理和現(xiàn)有抗輻射器件結構的分析,深入探討了CMOS器件電學特性退化機制(閾值電壓漂移、泄露電流等),為下一步提出抗總劑量 SOI MOSFET結構打下基礎;

3、
　　2、本文分析和設計了具有較好抗總劑量輻射能力的H形柵、正方形柵、圓形柵三種SOI MOSFET結構,并對三種器件結構進行了縱向結構和橫向尺寸的設計?；?.8?m SOI CMOS工藝,優(yōu)化設計了W/L分別為2?m/0.8?m、4?m/0.8?m、 m6?m/0.8?的H形柵、正方形柵、圓形柵SOI MOSFET;
　　3、針對優(yōu)化設計的三種抗輻射SOI器件(H形柵、正方形柵和圓形柵),利用Sentaurus TCAD

4、軟件3D模擬仿真進行抗輻射SOI器件性能的評估。在Sentaurus TCAD軟件環(huán)境中,分別建立條柵、W/L分別為2?m/0.8?m、4?m/0.8?m、6?m/0.8?m的H形柵、正方形柵和圓形柵SOI MOSFET器件結構,并進行了總劑量輻射前后不同器件結構的電學特性仿真和分析,獲取了不同柵形狀的SOI MOSFET電學特性隨總劑量輻射劑量變化的變化關系規(guī)律。從中可以看出,H形柵和環(huán)柵結構的SOI MOSFET具有較好的抗總劑量輻