SOI器件的輻照效應(yīng)及電路加固技術(shù)的研究.pdf

1、相比于體硅技術(shù)，SOI技術(shù)擁有更多的性能優(yōu)勢(shì)而在太空和軍事等惡劣環(huán)境中得到廣泛的應(yīng)用。由于埋氧層的引入減小了輻照的敏感區(qū)域，SOI器件結(jié)構(gòu)通常擁有較好的抗單粒子輻照與抗瞬時(shí)輻照的優(yōu)勢(shì)。然而，埋氧層的存在使得SOI器件的總電離輻照響應(yīng)方面變得更為復(fù)雜。如今隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的平面器件已經(jīng)對(duì)未來(lái)器件的進(jìn)一步發(fā)展顯得力不從心了。SOI FINFET作為今后器件發(fā)展的主流方向，其抗輻照研究也變得十分重要。
　　本文首先使用

2、ISE-TCAD軟件構(gòu)建三維多柵器件的結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行了總劑量輻照的相應(yīng)仿真。由仿真結(jié)果可知，三柵器件的FIN區(qū)高度和FIN區(qū)寬度的加大都會(huì)對(duì)器件的總劑量輻照特性產(chǎn)生負(fù)面的影響。這是由于兩個(gè)側(cè)柵和頂層?xùn)艑?duì)FIN區(qū)和硅與二氧化硅界面的電氣特性有著十分重要的作用。接著又針對(duì)不同三柵器件結(jié)構(gòu)，仿真并研究其總劑量輻照造成的影響。從仿真得到的波形圖看來(lái)，Ω-gate FINFET器件在總劑量輻照效應(yīng)的加固方面擁有明顯的優(yōu)越性。通過(guò)ISE-TCAD軟

3、件中的混合模式，利用NMOS和PMOS晶體管搭建一個(gè)反相器并研究其總劑量輻照方面的相關(guān)特性。仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)反相器的開(kāi)關(guān)閾值和輸出高電平都退變了。其后用兩種加固方式對(duì)反相器進(jìn)行加固，根據(jù)仿真結(jié)果，加固后的反相器在開(kāi)關(guān)閾值和輸出高電平方面均有所改善。接著由反相器搭建一個(gè)三級(jí)環(huán)形振蕩器并對(duì)其進(jìn)行總劑量的輻照仿真，并用加固反相器的方法對(duì)其進(jìn)行加固。從仿真的波形可知，兩種加固方法都對(duì)環(huán)形振蕩器的輸出高電平有改善作用，但這都是以犧牲電路的頻率換來(lái)的。