【摘 要】
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为评估鳍式场效应晶体管(FinFET)的本征抗辐射能力,本文通过三维工艺计算机辅助设计(TCAD)仿真研究了14 nm FinFET工艺的单粒子瞬态(SET)特性.研究结果表明,在不同的线性能量传输(LET)值及不同的入射位置下,FinFET器件具有不同的单粒子敏感性.SET脉冲宽度随LET值的增大而展宽.此外,SET特性与粒子轰击位置的关系呈现出复杂性.对于低LET值(LET≤1 MeV·cm2/mg),SET特性与重离子的入射位置具有很强的依赖性;对于高LET值(LET＞10 MeV· cm2/mg)
【机 构】
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西安微电子技术研究所,陕西西安710065
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为评估鳍式场效应晶体管(FinFET)的本征抗辐射能力,本文通过三维工艺计算机辅助设计(TCAD)仿真研究了14 nm FinFET工艺的单粒子瞬态(SET)特性.研究结果表明,在不同的线性能量传输(LET)值及不同的入射位置下,FinFET器件具有不同的单粒子敏感性.SET脉冲宽度随LET值的增大而展宽.此外,SET特性与粒子轰击位置的关系呈现出复杂性.对于低LET值(LET≤1 MeV·cm2/mg),SET特性与重离子的入射位置具有很强的依赖性;对于高LET值(LET＞10 MeV· cm2/mg),由于加强了衬底的电荷收集,SET特性与粒子轰击位置的依赖性减弱.“,”In order to evaluate the intrinsic radiation hardness of the fin field effect tran-sistor (FinFET) device,the characteristics of single event transient (SET) were studied by 3D technology computer-aided design (TCAD) simulations in the 14 nm FinFET technology.The results show that the single-event sensitivity varies according to LET values and incident positions.The width of SET pulse broadens with the increase of LET values.Besides,the response of SET has a complicated relationship with the strike location.For low-LET values (LET≤1 MeV · cm2/mg),the SET response has a strong dependency on the place where it is struck by heavy ions.For high-LET values(LET＞10 MeV · cm2/mg),the strike location dependency of the SET response dimini-shes due to the enhanced substrate charge collection.
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单粒子效应电路级建模与仿真是近年来的热点问题.为实现更高的准确度和更精细的机制分析,研究了单粒子瞬态受重离子入射位置的影响并解析建模,基于纳米尺度测试芯片的辐照试验结果验证了仿真方法的准确性.以此为基础开发了瞬时辐射效应仿真软件TREES,其输入文件为GDSII格式的版图,软件中通过解析版图提取所有有源区的形状、尺寸信息.软件还包括其他用户自定义选项,包括重离子LET值、待分析区域、激励设置等.输出文件包括对应单次入射的波性文件、单粒子效应敏感区热点图、单粒子效应截面数据等.软件第1版实现了与商用设计流程
针对空间和核工业应用中辐射引起CMOS图像传感器产生暗电流随机电报信号(DC-RTS)问题,对0.18 μm CMOS图像传感器进行不同能量质子、γ射线的辐照试验,辐照后对DC-RTS特征参数进行分析.试验结果表明:由于位移损伤和电离总剂量效应产生的RTS缺陷不同,两种DC-RTS在台阶、最大跳变幅度、平均时间等参数存在差异.相比于位移损伤产生的DC-RTS,电离总剂量产生的DC-RTS具有跳变幅度小、平均时间长的波动特点,导致此类DC-RTS难以检测分析.像素积分期间传输栅电压会对电离总剂量诱发的DC-
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