采用雙柵MOS結(jié)構(gòu)的抗總劑量關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著航空航天技術(shù)與核技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多精密的電子設(shè)備需要在輻照環(huán)境中使用，這些設(shè)備中包含的集成電路模塊在受到輻照影響后，電路的性能會發(fā)生退化甚至功能喪失。為了保證電子設(shè)備能夠在各種輻照環(huán)境中正常工作，對抗輻照的研究變得越來越重要。本文以提高厚柵NMOS晶體管的抗總劑量輻照效應(yīng)的性能作為出發(fā)點進行研究。具體研究了雙柵MOS結(jié)構(gòu)對厚柵NMOS晶體管抗總劑量輻照效應(yīng)的性能提升。接著為雙柵MOS結(jié)構(gòu)提出了三種可行的分壓結(jié)構(gòu)。然后對三種分壓

2、結(jié)構(gòu)的性能進行了研究。最后對文中涉及的幾種電路進行了版圖設(shè)計并制定了詳盡的輻照實驗和測試方案。
　　本研究探討了總劑量輻照效應(yīng)的基本原理，并對總劑量輻照效應(yīng)對MOS晶體管的電學(xué)性能影響做了較為詳盡地闡述。對總劑量輻照效應(yīng)模型的建立進行了研究分析，并利用Sentaurus TCAD軟件構(gòu)建了厚柵NMOS晶體管、薄柵NMOS晶體管和雙柵NMOS晶體管的3D模型并進行了總劑量輻照效應(yīng)的仿真。研究發(fā)現(xiàn)雙柵MOS結(jié)構(gòu)可以提升厚柵NMOS晶體

3、管抗總劑量輻照效應(yīng)的能力。針對雙柵MOS結(jié)構(gòu)提出了三種分壓結(jié)構(gòu)，分別為電阻分壓結(jié)構(gòu)、二極管分壓結(jié)構(gòu)和PMOS分壓結(jié)構(gòu)。然后通過Cadence軟件對三種分壓結(jié)構(gòu)及其構(gòu)成的反相器性能進行了研究。最后還通過對仿真模型的修改來模擬MOS器件受到總劑量輻照效應(yīng)影響之后的變化，并用修改之后的模型對電路的性能進行了仿真。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電路受到總劑量輻照效應(yīng)影響時，采用二極管分壓結(jié)構(gòu)的雙柵MOS反相器對其開關(guān)閾值漂移控制最好，采用PMOS分壓結(jié)構(gòu)的雙柵M