一、高能质子引起器件单粒子效应的研究方法（论文文献综述）
于庆奎,王贺,曹爽,孙毅,罗磊,吕贺,梅博,莫日根,张洪伟,唐民,刘淑芬,韩金华,郭刚,罗尹虹[1]（2021）在《空间质子直接和非直接电离引发单粒子效应的地面等效评估试验方法》文中提出以40 nm和65 nm CMOS工艺SRAM为样品,进行质子辐照单粒子效应试验研究,以建立空间质子引起单粒子效应的地面等效评估试验方法。分别进行低能质子直接电离、高能质子核反应和重离子直接电离引起的单粒子翻转试验;根据获得的试验数据,分析讨论给出空间质子引起半导体器件单粒子效应的地面等效评估试验方法:对低能质子直接电离引起的单粒子效应,基于LET等效采用重离子进行试验;对高能质子非直接电离引起的单粒子效应,采用高能质子进行试验;根据地面质子和重离子辐照试验数据,结合空间辐射环境模型,预计由空间质子辐射引起的器件在轨单粒子翻转率。
莫莉华[2]（2021）在《新型FinFET器件和3D堆叠器件的单粒子效应研究》文中研究表明随着我国航天事业的飞速发展,空间电子系统对于高集成度、高性能、低功耗的纳米器件需求不断增加,基于先进工艺技术的超大规模集成电路的空间应用是航天微电子技术发展的必然趋势。相比于平面工艺器件,晶体管级的3D FinFET和封装级的3D堆叠器件尺寸小、性能好、功耗低,是延续摩尔定律和实现超摩尔定律的关键器件。对于其空间应用,单粒子效应是瓶颈问题。因此,研究FinFET器件及3D堆叠器件的单粒子效应迫在眉睫。本文的主要工作是基于地面加速器模拟实验和GEANT4计算机仿真,分别对FinFET及3D堆叠的SRAM、NAND flash器件开展了单粒子效应研究,系统分析了重离子入射角度、重离子电离径迹分布、器件封装对单粒子翻转的影响。主要研究结果如下:（1）利用重离子加速器和GEANT4工具研究了14 nm FinFET工艺SRAM器件的单粒子效应。地面加速器实验获得了该器件的单粒子翻转随LET变化的Weibull曲线,得到该器件LET阈值约0.1 Me V/（mg/cm2）,饱和截面为1.85×10-9cm2/bit。该器件容易受到多位翻转（MBU）的影响,随着LET增大,MBU的贡献明显增大,当LET为40.3 Me V/（mg/cm2）时,MBU的贡献大于95%。与平面晶体管相比,由于FinFET晶体管的结构特殊性,引入了单粒子翻转角度效应的特殊性。垂直于Fin的方向倾斜的入射角,60o入射比垂直入射的单粒子翻转截面高1.5倍;而平行于Fin的方向倾斜的入射角,60o入射比垂直入射的单粒子翻转截面高4.9倍。（2）基于GEANT4工具研究了中子引起3D堆叠器件单粒子翻转的敏感性以及多位翻转特性。研究发现,中子在3D堆叠器件中每一层引起的单粒子翻转截面的变化趋势与整个3D堆叠器件的单粒子翻转截面变化趋势一致,14 Me V中子对应的单粒子翻转截面较低能中子（1 Me V-3 Me V）约高一个量级;在低能区,中子引起3D堆叠器件的单粒子翻转截面的层间差异较明显且不受临界电荷的影响,随着能量增大,层间单粒子翻转截面逐渐趋于一致;质量较轻的次级粒子是单粒子翻转的主要贡献者且3D器件的堆叠形式影响其中子单粒子翻转敏感性;MBU图形的多样性、复杂性及计数均随着中子能量的增加而增加,其中两位翻转（DBU）是主要的MBU图形。（3）研究器件封装对重离子单粒子效应的影响。能量为100 Me V/u的209Bi辐照封装材料厚度为500μm的器件,单粒子翻转截面比去封装器件的单粒子翻转截面增大了22.7%,灵敏体积（SV）表面LET的增加是导致封装器件单粒子翻转截面增大的主要因素;次级粒子对具有厚度为500μm封装材料器件中单粒子翻转的贡献比已开封的相同器件大约27倍。综上所述,本论文系统研究了3D FinFET及堆叠结构器件的单粒子翻转特性,其结果将为基于3D器件的抗辐照集成电路的设计研发和测试考核提供基础实验数据和理论依据。
王荣伟[3]（2021）在《基于TSV转接板的三维封装集成电路单粒子效应研究》文中研究指明基于硅通孔（Through Silicon Via,TSV）转接板技术的三维封装集成电路（以下简称TSV三维封装集成电路）相比平面集成电路缩短了互连长度、降低了信号延迟,同时拥有较高的异质器件集成能力,有效解决了空间飞行器载荷有限带来的存储和计算能力不足的难题。然而,在空间单粒子效应的影响下,航天电子系统会发生随机故障甚至系统崩溃,对器件单粒子效应的研究对保障航天器安全运行具有重要意义。本文基于蒙特卡洛软件包Geant4,搭建了用于研究TSV三维封装集成电路单粒子效应的程序框架,并对一款两层堆叠的TSV三维封装集成SRAM进行了重离子、质子单粒子翻转效应模拟,同时,对重离子在TSV三维封装集成电路中的能量沉积离散和射程歧离特性进行了分析,主要的研究内容及成果如下:（1）基于蒙特卡洛软件包Geant4,搭建了用于研究TSV三维封装集成电路单粒子效应的程序框架,主要包括初始化过程、粒子模拟过程和数据处理及输出过程,并使用平面集成电路对程序框架进行了验证。（2）对TSV三维封装集成电路重离子单粒子翻转效应进行了研究:修正了射程-能量半经验公式,提出了适用于TSV三维封装集成电路辐照考核测试的重离子选择标准;分析了新出现的TSV转接板结构对具有不同线性能量传递（Linear Energy Transfer,LET）值和具有相同LET值但不同种类与能量的重离子单粒子翻转截面和多位翻转率的影响及其内在机理。研究结果表明,低能、低LET值、低原子序数的离子会使下堆叠层单粒子翻转截面降低;低能、高LET值、高原子序数的离子会使下堆叠层单粒子翻转截面和多位翻转率都变大,且TSV填充材料密度越高,影响越明显。同时,具有相同LET值的高能离子会削弱上述影响。（3）对TSV三维封装集成电路质子单粒子翻转效应进行了研究:分析了TSV转接板结构对低能质子和高能质子单粒子翻转截面的影响及其内在机理。研究结果表明,TSV转接板对低能质子具有屏蔽效应,下堆叠层质子单粒子翻转截面峰值会比上堆叠层低几个数量级;而对高能质子引起的单粒子翻转效应影响较小。（4）对重离子在TSV三维封装集成电路中的能量沉积离散和射程歧离特性进行了模拟和分析。介绍了离子能量沉积离散模拟方法,分析了不同灵敏层之间的能量沉积离散变化以及金属互联层和TSV转接板对能量沉积离散变化的影响;验证了离子射程计算程序,并评估了金属互联层和TSV转接板对离子射程歧离的影响。研究结果表明,离子能量沉积离散对单粒子效应的影响将随深度增加逐渐减小,器件中的金属材料会进一步减小离子能量沉积离散,但会增大离子的射程歧离。
蔡畅[4]（2021）在《纳米SRAM型FPGA的单粒子效应及其加固技术研究》文中研究说明SRAM型FPGA具有可重构与高性能的优势,已成为星载系统的核心元器件。SRAM型FPGA主要是通过配置码流来控制内部存储器、寄存器等资源的逻辑状态,在辐射环境下极易引发单粒子效应,导致电路逻辑状态和功能发生改变,威胁空间系统的在轨安全。复杂的空间任务对数据存储、运算能力的要求越来越高,需要更高性能的SRAM型FPGA满足应用需求,而这类器件对重离子辐射效应较深亚微米器件更敏感。因此,本文针对65 nm、28 nm、16 nm等关键节点的SRAM型FPGA,通过系统性的重离子单粒子效应实验和理论研究,认识重离子与该类器件相互作用的物理机制,探究纳米CMOS工艺数字集成芯片辐射响应的物理规律、加固技术的有效性、适用性、失效阈值和失效条件,为抗辐射加固设计提供依据,为航空、航天领域推进高性能、高可靠的特大规模数字集成器件应用提供数据支持。本文研究了纳米SRAM型FPGA单粒子效应的测试方法以及系统设计,分析了测试向量、测试模式、测试方法、数据解析技术等的软硬件实现过程,阐述了复杂数字集成电路单粒子效应故障诊断与数据提取的优先级选择等关键问题。在此基础上,开展了体硅和Fin FET工艺商用SRAM型FPGA在辐射环境下单粒子效应响应的物理规律探究。从器件、电路等多层面分析了高能粒子与纳米集成电路相互作用的物理机理。基于重离子加速器实验,并结合Geant4、TRIM、CREME等工具,分析了电荷扩散半径、能量与射程的离散度等参数对实验结果的影响。研究发现,不同离子引起的SRAM型FPGA内部存储模块单粒子翻转截面受离子径迹特征与能量共同影响;器件内部CRAM、BRAM、DFF等核心资源的辐射敏感性响应规律具有显着差异,但受资源配置模式的影响严重,功能配置后BRAM的翻转截面提升～10倍;SRAM型FPGA功能故障的阈值与CRAM的翻转阈值直接关联;在高精度脉冲激光辐照平台的辅助下,建立了初始激光能量与器件SBU、MBU等参量的物理关联,揭示了商用Fin FET工艺SRAM型FPGA空间应用面临的功能失效问题及存在的安全隐患;验证了采用高能重离子Al-foil降能的方式完成倒封装ULSI单粒子效应实验与机理研究具有较强的实用性与推广价值。本文针对单元级版图加固与电路级配置模式加固两种策略对纳米SRAM型FPGA抗辐射性能的提升效果、防护机理以及加固失效的物理机制等开展了系统的实验研究。单元级版图加固能减弱电荷共享效应引起的MBU等问题,器件翻转阈值由<5 Me V·cm2·mg-1提升至～18 Me V·cm2·mg-1,证明在65 nm节点采用单元级版图加固提升关键配置位的翻转阈值是可行的。配置模式加固实验揭示了ECC与TMR的组合使用对器件抗单粒子翻转能力的提升效果突出,即使采用181Ta离子辐照,65 nm标准BRAM单元的翻转截面仅为8.5×10-9 cm2·bit-1（降低了～86.3%）。28 nm SRAM型FPGA的配置加固技术研究证实,电路内部全局时钟等敏感资源的使用方式会对DFF的翻转截面造成2-10倍影响。结合CREME工具的空间粒子谱预测SRAM型FPGA在轨应用价值,证明合理运用加固策略可有效降低器件的性能损失与面积代价,而关键资源采用物理版图加固设计具有必要性和合理性。文中提出的SRAM型FPGA内部资源相互影响的规律模型对其可靠性分析具有重要意义,解析关键配置位与其他存储资源、电路功能的关联性并确定影响系数,是判断该类器件在辐射环境下是否能够可靠运行的关键。针对UTBB FDSOI工艺,结合SRAM型FPGA的电路架构与逻辑资源类型,提取多款抗辐射电路结构并开展重离子辐照实验。结果表明,互锁单元、单端口延时门、多端口延时门等加固方式对单粒子翻转阈值与截面等参数的改善效果明显,紧密DICE和分离DICE器件的翻转阈值分别为～32 Me V·cm2·mg-1和～37 Me V·cm2·mg-1。22 nm节点的瞬态脉冲扰动对器件翻转截面的影响不可忽视。此外,背偏调控对阈值电压和辐射引入的非平衡载流子收集过程有影响,±0.2 V的微弱背偏电压可引起抗辐射单元翻转截面倍数增加。考虑空间粒子在4π范围的分布规律,设计了大倾角高能重离子辐照实验,获取了部分加固电路的失效条件并分析了电离能损与能量沉积区域。相关结果与同LET低能重离子垂直辐照的实验数据存在显着差异,仅在垂直辐照条件完成单粒子实验可能存在器件抗辐射性能被高估的风险。研究发现,基于FDSOI工艺实现超强抗辐射SRAM型FPGA具有可行性,相关物理性结论可为22 nm以下节点的星载抗辐射器件的研发提供实验数据和设计依据。
徐博洋[5]（2020）在《深亚微米工艺下抗辐照数字集成电路研究》文中认为随着集成电路工艺的迅速发展,芯片功能越来越复杂,空间环境、工业环境等产生的辐射对半导体器件及电路系统产生影响,并且可能导致器件和电路系统的失效,器件的辐射效应备受关注。为了保证数字集成电路在辐射环境中的可靠性和性能,必须不断地发展抗辐照加固技术。在深亚微米和纳米尺度的半导体领域,单粒子效应成为数字器件最受关注的可靠性问题之一。本文基于脉冲激光试验平台,对28nm双阱和三阱工艺的移位寄存电路进行了单粒子效应模拟实验,利用TCAD器件仿真软件分析了130nm工艺下三阱（深n阱）结构的单粒子瞬态效应,对于加固三阱器件抑制寄生双极放大效应的几种措施进行了仿真验证,具体包括:1.使用某工厂28nm工艺,设计、流片了移位寄存器链并用于替代SRAM存储器进行单粒子效应试验,通过设置了对照组,结果显示使用三阱工艺替代双阱将导致单粒子翻转阈值降低,软错误率升高。2.使用三维TCAD器件仿真模拟了130nm三阱工艺NMOS的单粒子瞬态效应,通过以不同线性能量转移值的重离子入射观察对应的单粒子瞬态脉冲,研究发现三阱工艺NMOS管存在显着的寄生双极放大效应。研究发现掺杂浓度较高、深度较小的深n阱对寄生双极放大效应的增强作用,研究发现轰击器件漏极且入射方向朝着源极的单粒子产生的寄生效应和SET最强。结果显示PMOS添加深n阱后降低PMOS阱电阻,从而获得一定加固效果。3.仿真加固作用显示提高p阱接触面积相比于调整阱接触位置、源极加正偏压相比于衬底加负偏压更能减弱寄生效应和单粒子瞬态效应,提高阱掺杂浓度同样可以减少漏极的电荷收集。讨论了一种有效的P+条形掺杂加固技术,结果显示加固后单粒子瞬态脉冲宽度降低了约56%,电荷收集降低了61%左右。本文通过60Co-γ射线源对28nm体硅NMOS器件进行了累积剂量约2Mrad（Si）的总剂量辐照实验,结果显示包括阈值电压VTH、导通电流Ion、亚阈区摆幅的退化很小,阈值电压漂移和STI侧壁电荷使截止漏电流上升了2个数量级,同时栅极电流增长趋势与氧化层固定陷阱、以及阈值电压漂移存在一致的关系。
曹爽[6]（2020）在《宇航用SiC结势垒肖特基二极管单粒子效应研究》文中指出第三代半导体碳化硅（Silicon Carbide,SiC）具有宽禁带、高临界电场、高热导率等优良的材料特性,SiC功率器件具有耐高温高压、低自身功耗等优势,成为新一代航天器电源、电推进等系统计划选用的重要关键器件。SiC结势垒肖特基二极管（Junction Barrier Schottky Diode,JBS Diode）抗单粒子效应能力远不如预期,在远低于额定电压偏置情况下会出现漏电退化甚至单粒子烧毁,无法满足宇航应用需求,严重制约了航天型号的选用。目前,单粒子效应的机理尚不清晰、不同工艺结构器件抗辐射能力差异性仍不掌握、以及对单粒子效应的影响因素认识还存在不足,导致SiC JBS二极管的单粒子效应评估方法制定缺乏依据、器件加固、型号选型及应用加固缺乏基础支撑。针对上述问题,本文的研究内容及创新成果如下:1)试验验证了SiC JBS二极管的失效模式。通过开展不同辐照条件下的单粒子试验,验证了SiC JBS二极管单粒子效应存在漏电退化和单粒子烧毁两种失效模式。2)基于EMMI、DLTS缺陷分析技术、重离子微束/宽束辐照试验,结合TCAD仿真,补充完善了单粒子漏电退化及烧毁失效模型。通过开展重离子微束试验,验证了“单粒子微烧毁”理论,得到器件漏电流随入射离子注量的增加是多个离子分别作用的结果,SiC JBS二极管漏电流增加具有累积效应。结合辐照试验后漏电退化样品的EMMI观察,电学特性对比和DLTS分析,认为SiC二极管漏电退化是入射离子在半导体内部产生缺陷形成微小损伤,使肖特基处电场分布发生变化,肖特基势垒高度降低和陷阱辅助隧穿效应共同作用的结果;结合重离子辐照试验和TCAD器件仿真结果,认为单粒子烧毁是入射离子导致SiC JBS二极管局部电场达到雪崩击穿电压而发生雪崩击穿的结果。3)研究了工艺结构对单粒子效应的影响,提出了器件加固措施及选型建议。通过重离子辐照试验研究了工艺结构对单粒子效应的影响,分析认为蜂窝状结构更易受单粒子效应的影响。器件加固时,可考虑采用复合终端结构,改善器件击穿电压的可靠性、稳定性。在满足击穿电压、导通电阻等常规特性的基础上,选择条状结构更有利于提高器件的抗单粒子效应能力。4)研究了不同试验条件对单粒子效应的影响。通过控制偏置电压、入射离子LET等变量,开展试验研究不同因素对单粒子效应的影响,结果表明外加偏置电压越高,越易发生单粒子效应;入射离子LET越高,越易发生单粒子效应;漏电流增加与注量累积呈正相关。TCAD仿真验证了偏置电压和入射离子LET的影响,还得出结果:粒子从肖特基或PN结处入射对单粒子效应的发生与否影响不大,与损伤位置有关;垂直入射为最坏情况。5)研究了质子单粒子效应。对不同结构的1200V SiC JBS二极管开展高能质子辐照试验,累积注量达5×1010 cm-2,试验结果呈现出漏电流随注量增加而减小的现象,未出现单粒子烧毁。分析漏电流减小的原因与退火效应和势垒高度增加有关。SiC JBS二极管的抗质子单粒子效应能力较强。6)研究了限流对SiC器件单粒子效应的影响。对比试验研究了采用电源过流保护和加串联电阻限流两种应用加固措施的有效性。地面试验系统100μA/10mA电源限流条件下,二极管出现单粒子烧毁;采用串0 kΩ、30 kΩ、620 kΩ电阻的方式限流,试验结果表明串入的限流电阻越大,器件的反向特性退化程度越小。结合仿真计算结果,分析认为地面试验系统电源限流对单粒子烧毁无保护作用的原因是响应时间太长（ms量级）。
李赛[7]（2020）在《微纳器件单粒子瞬态脉冲效应的电荷收集与传输机制研究》文中研究说明国内外的航天实践表明,单粒子效应（Single event effect,SEE）是空间环境中诱发卫星异常的主要因素之一,而随着半导体器件工艺尺寸的不断缩减,微纳器件中单粒子瞬态（Single-event-transient,SET）脉冲效应引发的错误逐渐成为总软错误中的主导因素。深入研究微纳器件中SET脉冲的电荷收集、传输规律和在电路中传播引发的错误结果,并揭示其内在作用机制,可为抗辐照芯片设计人员提供数据参考和理论依据。本文以微纳器件SET脉冲效应的电荷收集、传输机制研究为主线,自主搭建了用于采集裸片微弱SET脉冲信号的探针测试平台,设计了一款130 nm体硅工艺组合逻辑器件和一款130 nm SOI（Silicon-on-insulator,SOI）工艺时序逻辑器件,利用脉冲激光、重离子和数值仿真等方法研究了体硅工艺和SOI工艺单管的SET脉冲电荷收集规律、体硅组合逻辑电路中SET脉冲的传输规律及体硅、SOI工艺时序逻辑电路的单粒子翻转（Single event upset,SEU）敏感性。全文从SET脉冲的产生到传播再到在后续电路诱发错误等三个关键过程出发展开了详细的研究,研究工作获得的主要成果和结论如下:（1）基于脉冲激光单粒子效应试验装置,结合半导体探针测试组件,搭建了用于采集裸片微弱SET脉冲信号的探针测试平台。该探针测试平台可采集脉宽在百ps量级的微弱脉冲信号,已通过180 nm体硅单管进行验证,并多次展开试验,试验手段已较为成熟。（2）基于SET脉冲探针测试平台,试验研究了180 nm体硅单管的SET脉冲电荷收集规律受激光能量、偏置电压、栅尺寸及辐照位置等因素的影响。基于TCAD数值仿真工具,建模研究了130 nm SOI工艺单管的SET电流脉冲受重离子线性能量传输（linear energy transfer,LET）值、辐照位置和栅尺寸的影响。研究表明:1)重离子LET值和偏置电压的增加均会提高器件收集电荷的能力;2)体硅器件中:栅长增加,SET脉冲幅值增加,脉宽变窄;栅宽增加,SET脉冲幅值变化不大,脉宽增加;SOI工艺器件中:栅长增加,SET脉冲幅值增加,脉宽变宽,寄生双极晶体管（Bipolar Junction Transistor,BJT）放大倍数减小;栅宽增加,SET幅值增加,脉宽变窄,寄生BJT放大倍数增大;3)对于T型栅结构,在漏体结上存在两个最敏感辐照位置,其中一个辐照位置下产生的SET脉冲幅值最大,另一个辐照位置下收集的电荷量最多。（3）利用Hspice电路仿真软件,将180 nm单管实测SET电流脉冲作为组合逻辑电路中的SEE注入源仿真研究了反相器链中SET电压脉冲的产生规律和传输规律。利用脉冲激光和重离子辐照方法研究了130 nm体硅组合逻辑电路中产生的SET脉宽的分布特征。仿真研究表明:当SET电流在电路中产生的SET电压脉冲幅值较大时,SET的脉宽在传播过程中先展宽再窄化,最终趋于稳定,而当SET电压脉冲幅值较小时,SET脉宽在传播过程中将不断窄化,直至消减殆尽。130 nm体硅反相器链的SET脉宽分布研究表明:双阱CMOS工艺下,PMOS管的寄生双极效应开启和电荷共享效应是较高激光能量/LET值时造成SET脉宽呈双（多）峰分布的主要原因,且反相器链中PMOS管栅宽减小会使电路产生的SET脉冲平均脉宽变宽。（4）利用脉冲激光辐照方法,研究了65 nm体硅工艺时序逻辑器件DFF（D-type Flip-Flop）链的SEU敏感性受工作电压、时钟频率、电路结构、数据模式及版图结构等因素的影响。研究表明:1)电压降低,DFF链的敏感性增加;2)频率对DFF链SEU敏感性的影响主要受组合逻辑和等效组合逻辑（锁存状态时,主/从锁存器相当于组合逻辑电路）中的SET脉冲的影响;3)同一DFF链在数据“0”测试时比数据“1”测试时对SEU更敏感;4)敏感节点间距增加和采用保护环、保护漏进行版图加固均可有效提高DFF链的抗SEU性能。不同电路结构DFF链的电路仿真表明,置位结构和复位结构引入的组合逻辑模块中产生的SET脉冲将分别使其在数据“0”和“1”测试时对SEU更加敏感性。（5）基于130 nm SOI工艺,设计了一款版图布局、栅尺寸及电路结构不同的时序逻辑器件DFF链,并利用重离子和脉冲激光辐照方法研究了其SEU敏感性。试验结果表明:1)DFF单元中版图布局对电路SEU阈值影响不大,但双排交叉放置的DFF链的SEU截面更低;2)DFF单元中晶体管的栅长、栅宽的增加均可提高电路的SEU阈值;3)DICE结构DFF链的SEU阈值明显高于常规结构DFF链。论文从单管SET脉冲的产生出发,研究了不设计条件下SET脉冲的电荷收集规律,基于该结果研究了SET脉冲在组合逻辑中传播规律,并进一步研究了组合逻辑电路中的SET脉冲在时序逻辑器件中传播造成的SEU效应。
上官士鹏[8]（2020）在《新材料器件单粒子效应脉冲激光模拟试验研究》文中认为单粒子效应是造成我国航天器电子系统故障的重要原因之一,是制约空间事业可持续发展的关键问题,是国产宇航用器件研发需要重点解决的技术瓶颈之一。我国航天电子元器件发展较慢很大程度上是抗辐射评估手段及技术的不足造成。抗辐照集成电路研发需要“设计-流片-试验-优化设计”等多轮次迭代,需要对各环节制备的样片的抗单粒子效应性能进行及时的评估,为后续的开发设计提供指导。国内外的抗辐照集成电路研发实践表明,脉冲激光手段可以在一定不确定度内定量评估芯片的抗单粒子效应能力,能够提高抗单粒子效应芯片设计质量、加快研发进度、降低研发成本。随着SOI（Silicon-On-Insulator,SOI,即绝缘衬底上的硅）工艺、Si C及Ga N等宽禁带化合物工艺新材料的运用,对脉冲激光定量评估该类新材料器件的单粒子效应能力提出了新的理论及技术要求。建立了激光正面入射体硅/SOI器件到达有源区的有效能量传输模型及应用条件,在已经建立的激光背部入射器件单粒子闩锁有效能量定量LET值模型的基础上,提出了SOI工艺器件激光有效能量的传输模型应考虑的纵向传输需解决的SOI埋氧层、横向传输需解决的光斑影响子方法,建立了SOI工艺器件的激光有源区有效能量计算方法,并验证了单粒子效应激光有效能量与重离子LET值的对应关系;提出了适用于3C、4H、6H型晶格Si C工艺器件的正面、背面入射及不同Ga N工艺结构器件激光正面入射的单、双光子能量吸收模型及关键参数测试与计算方法,建立了单粒子效应激光有效能量与重离子LET值的对应关系。针对激光背面入射SOI工艺器件的能量传输模型,通过分别设计的两款130nm、28nm SOI工艺的反相器链,验证了埋氧层因子以及光斑横向γ影响因子对激光能量纵向传输的影响。分析了130nm SOI工艺反相器链不同的沟道长度、栅宽比、敏感节点间距、DICE结构设计加固等对芯片的抗单粒子效应影响;分析光斑横向γ影响因子对激光有效能量的能量,减小了激光有效能量与重离子LET值的对应误差。通过激光正面入射试验另一款特殊设计的130nm SOI工艺反相器链的单粒子瞬态效应,验证了激光正面入射器件能量传输模型的有效性。针对选取的Ga N、Si C器件,采用正面辐照的方式,验证了不同的激光波长、聚焦平面等对两种类型工艺器件单粒子效应测试的影响,利用激光双光子吸收分别触发了器件的单粒子瞬态、单粒子烧毁效应,试验了激光能量、工作电压等条件对器件单粒子瞬态幅度、单粒子烧毁电流及作用区域的影响。通过测试正面反射率及分析各介质层对激光能量传输的影响,得到了到达有源区的有效能量以及等效LET值,通过与重离子的SEB试验结果对比,验证了建立的双光子吸收激光有效与重离子LET值等效模型。面向SOI工艺及宽禁带化合物工艺的宇航用研发器件对抗单粒子效应设计效果快速试验评估的需求,建立了SOI工艺器件的激光正面、背面入射器件的两种模式的等效重离子定量评估试验技术,解决了激光在器件内部纵向传输、横向光斑影响因子对有效能量的影响,验证了特定工艺器件激光有效能量与重离子LET值的定量试验关系;利用飞秒脉冲激光触发了Ga N、Si C工艺器件的单粒子瞬态、烧毁效应,提出了适用于不同Ga N工艺结构、多型晶格Si C工艺器件的单、双光子能量吸收模型及关键参数测试与计算方法,建立了激光有效能量与重离子LET值的对应关系并验证。
赵小红[9]（2020）在《InP HBT器件辐照效应及模型研究》文中提出在众多毫米波器件中,InP/InGaAs HBT器件凭借其优异的材料性能及卓越的高频特性广泛应用于航天系统,军事通讯,卫星等系统中,展现出了很大优势。然而在复杂的空间辐照环境中,InP HBT器件及电路的应用面临巨大的挑战。空间中的高能重离子、质子等对工作在其中的InP HBT器件及电路产生各种辐照损伤效应,例如,单粒子效应、位移效应等,这些辐照效应使得InP HBT器件或电路性能发生瞬时或永久的改变,进而使得整个航天器电学系统发生功能障碍或失效。随着航天器系统复杂程度和器件集成度越来越高,空间辐照效应的危害会更加严重,因此,开展InP HBT器件辐照损伤机理研究就非常必要,其为InP HBT器件可靠性评估以及提高InP HBT器件抗辐照加固设计提供清晰的理论依据。此外,要提高航天器中电子器件的抗辐照能力,不仅需要研究InP HBT器件辐照损伤机理,也需要提高电路设计可靠性和抗辐照电路设计。而器件模型作为连接器件与电路之间的纽带,是实现正确的电路辐照特性仿真和加固设计的基础。在空间辐照环境应用中,InP HBT器件模型需要对辐照效应有准确的表征才能得到性能最优的抗辐照电路。因此,建立精确的InP HBT辐照模型可以准确地评估辐照效应影响下InP HBT器件特性,进而指导最优的电路设计,这是InP HBT器件在航天应用时所必需的,也是非常有意义的。虽然国内外科研人员已经针对InP HBT器件开展了部分研究工作,也取得了一定的成果,但是对于InP HBT器件辐照效应物理机制及辐照模型研究方面仍然不够深入和完善,主要还存在以下几点需要进一步研究:1)InP HBT器件单粒子效应机理及关键影响因素分析尚不完善和细致,包括器件重离子辐照位置和偏置状态等因素对InP HBT器件单粒子效应的影响分析;2)现有的文献中虽有InP HBT器件瞬态电流源模型的应用,但是模型因素单一,未考虑多种单粒子效应影响因素,使用起来麻烦;3)虽然现有文献中有大量关于InP HBT器件辐照效应的研究,但是,目前关于辐照模型的研究主要集中的Si基MOS、SiGe和GaAsHBT器件,且大部分集中在直流模型上,未见有关于InP HBT器件质子辐照紧凑模型的研究。针对以上InP HBT器件辐照效应及模型研究中存在的问题,本文开展相应的研究,主要的工作及成果如下:（1）开展InP HBT器件单粒子效应物理机理的研究,分析电子空穴对产生和收集机制,探讨不同因素对单粒子效应影响。采用SRIM仿真工具,计算重离子模型参数,使得模型的准确度更高,参数使用更加合理,然后加入到TCAD中进行仿真,分析电子空穴对的产生以及收集机制。基于单粒子瞬态效应模型,改变仿真条件参数设置,讨论InP HBT器件的单粒子效应影响因素,包括重离子入射位置、器件偏置状态、带负载器件偏置状态以及集电极接不同的输出负载等,分析器件端口瞬态电流以及收集总电荷受不同因素影响的变化规律,确定器件敏感区域,分析器件及带负载组件的最劣偏置以及输出负载对单粒子效应的影响。因此,依据分析结果,为进一步地InP电路机理分析奠定基础。（2）对InP HBT器件开展了脉冲激光模拟单粒子瞬态效应实验研究,揭示了不同影响因素下瞬态电流变化机理,并验证了理论分析的正确性。分析激光与材料之间的相互作用,讨论了激光脉冲致InP HBT器件单粒子效应的作用机理。研究激光能量、器件偏置条件和辐照位置对InP HBT器件单粒子瞬态效应的影响,分析器件的单粒子瞬态电流及收集电荷随激光能量、器件偏置条件以及辐照位置的变化规律,验证数值模拟仿真结论及分析的正确性,为InP HBT器件单粒子瞬态效应机理研究提供了有价值的基础。（3）建立考虑多种影响因素相关的InP HBT器件单粒子瞬态效应模型,并对加固前后InP HBT D触发器电路进行单粒子效应分析。基于脉冲激光模拟重离子开展的InP HBT器件单粒子效应实验结果,分析瞬态电流峰值与能量、偏压和位置之间的变化规律,建立与能量、偏压和位置相关的InP HBT器件单粒子瞬态效应模型。分析D触发器电路中对单粒子瞬态敏感的关键结构和敏感节点。针对敏感器件,基于上述模型,计算不同激光能量下单粒子瞬态脉冲。通过加入瞬态脉冲电流模型,研究单粒子瞬态对D触发器电路的影响。对单粒子效应敏感的D触发器主从结构进行加固设计,验证加固后的D触发器电路具有较好的抗单粒子效应的能力。单粒子瞬态效应模型为预估和验证电路抗单粒子效应的能力提供了便捷快速的方法。（4）对InP HBT器件质子辐照效应进行了研究,并建立了InP HBT器件质子辐照模型。建立适用于InP HBT器件的基本紧凑模型。讨论质子对InP HBT器件位移效应的辐照损伤机理以及对器件交直流特性的影响。基于InP HBT Agilent紧凑模型,提取不同剂量下器件参数,讨论器件参数随辐照剂量变化的规律,引入辐照因子修正模型方程,建立考虑质子辐照效应的InP HBT器件紧凑模型。InP HBT器件质子辐照模型的建立为抗辐照电路设计提供了有力可行的方法,为提高电路抗辐照能力奠定基础。本文的研究明确了InP HBT器件单粒子效应以及质子辐照损伤机理,建立了多种影响因素相关的InP HBT器件单粒子瞬态效应模型以及质子辐照紧凑模型,为InP HBT器件及电路辐照分析及抗辐照加固设计提供了理论和实验基础。
赵培雄[10]（2020）在《SRAM和MRAM器件的单粒子效应研究》文中研究指明集成电路技术的发展为丰富航天元器件的功能带来了无限可能,但先进工艺元器件在辐射环境下的工作可靠性也将面临新的挑战,因此开展新型纳米集成电路单粒子效应研究,并建立辐照损伤及失效的物理模型,对发展新型抗辐射加固技术具有重要意义。本论文基于兰州重离子加速器提供的中高能重离子,研究了130 nm和22 nm SOI SRAM、3D SRAM和MRAM器件,单粒子效应敏感性随离子种类、能量、注量、累积电离剂量及版图结构等因素的变化规律。通过研究重离子辐照对先进纳米器件和非载流子传输器件损伤的物理机制,获得了由离化电荷扰动或微观损伤累积导致纳米器件的宏观电学状态改变、退化甚至失效的物理模型。研究了重离子电离尺寸特性对纳米器件单粒子翻转效应（SEU）的影响,重点分析了重离子种类和能量对6T结构和延迟滤波加固（7T）SOI SRAM器件单粒子翻转截面的影响。结果表明,a)6T SRAM饱和截面对重离子种类具有明显的依赖性,截面差异最大为200%;b)6T SRAM单元的饱和截面为关态晶体管敏感区的2倍,证实了电离径迹的尺寸效应显着扩大了纳米电路的敏感区;c)随着181Ta离子的单核能从3.7 MeV/u增加到8.3 MeV/u,6T和7T SOI SRAM的翻转截面分别增大了 1倍和100倍,表明离子的径迹尺寸显着影响版图加固器件的翻转截面。针对版图结构对纳米器件单粒子翻转的影响,研究了延迟滤波加固与6T结构电路的翻转敏感性差异。重离子垂直入射时,对130nm6T单元进行单链（7T）延迟滤波加固后,其翻转阈值提高了 10倍,饱和截面下降了 10倍;而对22nm 6T单元进行双链（8T）延迟滤波加固后,其翻转阈值提高了 24倍,饱和截面下降了 0.5倍,表明延迟滤波加固可显着提高纳米电路抗单粒子翻转的能力。当181Ta离子沿位线方位的入射角由0°增加到40°时,130 nm 6T单元和7T单元的翻转截面分别增加了 17.7%和157.2%;当86Kr离子分别沿字线56°和位线56°方位角入射时,130 nm 7T SRAM的翻转截面相差10倍,而在80°方位角下22 nm 8T SRAM的翻转截面相差4倍。实验表明,不同角度下锁存敏感点与延迟滤波元件同时受到离化电荷扰动概率的差异是导致这种现象的根本原因。研究了总剂量对SOI SRAM单粒子翻转的影响,获得了不同γ累积电离剂量下,不同版图结构电路翻转敏感性的变化差异。预辐照800 krad（Si）剂量后,6T SRAM的翻转截面增大了 15%,而7T SRAM翻转截面下降了 60%。实验发现了SOI SRAM的单粒子翻转截面变化受单元版图结构影响的现象,累积陷阱电荷导致加固电路中延迟滤波管的RC延迟升高是产生这种现象的内在机理。研究了重离子电离径迹时空演变特性对3D SRAM单粒子翻转的影响,分析了不同层SRAM翻转敏感性受离子能量、布喇格峰（Bragg peak）所在位置和敏感区垂直空间分布的影响规律。从仿真计算结果中观察到了明显的射程效应,不同射程下上升区截面的差异可达2个数量级,而饱和区截面差异达2倍,分析了3D SRAM各层翻转截面差异与电离径迹时间演化特性的内在联系,提出了最大翻转截面出现的物理模型和临界射程公式,进一步发展了定量评估3D SRAM单粒子效应截面的测试方法,并在100 MeV/u 209Bi实验中得到了验证。针对高能重离子辐射损伤对MRAM器件宏观电学功能的影响,重点研究了磁性隧道结（MTJ）的电学性能受离子种类、能量、LET值和注量影响的物理规律。实验首次发现了高能181Ta离子辐射损伤导致MTJ电学功能失效的现象,并且79.9%的功能失效为高电阻态失效,计算表明单个181Ta离子引入的损伤无法导致MTJ的电学功能失效;MTJ损伤导致的硬错误在常温下表现出了退火特性,且高温环境能够加速其退火进程,证明晶格原子的热振动是损伤修复的内因;结合仿真计算和γ辐照对比实验,提出了绝缘势垒层损伤导致MTJ高电阻态退化的物理模型。
二、高能质子引起器件单粒子效应的研究方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高能质子引起器件单粒子效应的研究方法（论文提纲范文）
（2）新型FinFET器件和3D堆叠器件的单粒子效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 辐射环境 |
| 1.1.1 空间辐射环境 |
| 1.1.2 大气辐射环境 |
| 1.2 单粒子效应分类 |
| 1.2.1 单粒子翻转 |
| 1.2.2 单粒子瞬态 |
| 1.2.3 单粒子闩锁 |
| 1.2.4 单粒子功能中断 |
| 1.2.5 单粒子烧毁 |
| 1.2.6 单粒子栅穿 |
| 1.3 单粒子效应机理 |
| 1.3.1 电荷产生与电荷沉积 |
| 1.3.2 电荷收集 |
| 1.3.3 电路响应 |
| 1.4 半导体器件的发展 |
| 1.4.1 FinFET器件的发展 |
| 1.4.2 3D堆叠器件的发展 |
| 1.5 国内外相关研究现状 |
| 1.5.1 新型体硅FinFET纳米器件的单粒子效应 |
| 1.5.2 3D堆叠器件的单粒子效应 |
| 1.6 本文的研究内容 |
| 第2章 单粒子效应的研究方法 |
| 2.1 搭载实验 |
| 2.1.1 空间搭载 |
| 2.1.2 飞机或热气球搭载与野外实验站 |
| 2.2 地面高能粒子模拟实验 |
| 2.2.1 重离子加速器 |
| 2.2.2 质子加速器 |
| 2.2.3 地面中子源 |
| 2.2.4 激光脉冲实验 |
| 2.3 单粒子效应计算机模拟仿真技术方法 |
| 2.3.1 粒子输运模拟 |
| 2.3.2 器件级TCAD数值仿真 |
| 2.3.3 电路级SPICE仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 FinFET SRAM器件的重离子单粒子效应 |
| 3.1 实验装置 |
| 3.1.1 兰州重离子加速器 |
| 3.1.2 中国原子能科学研究院的HI-13 加速器 |
| 3.2 待测器件及其测试系统 |
| 3.3 实验条件 |
| 3.4 实验结果 |
| 3.5 FinFET SRAM器件MBU特性分析 |
| 3.6 重离子倾角入射FinFET SRAM器件的单粒子效应特性 |
| 3.6.1 倾角测试的实验条件 |
| 3.6.2 实验结果与讨论 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 3D堆叠器件的中子单粒子效应模拟研究 |
| 4.1 构建器件模型 |
| 4.2 模拟结果 |
| 4.2.1 中子引起的3D堆叠器件的单粒子翻转截面对能量的依赖性 |
| 4.2.2 单层SRAM器件与3D堆叠SRAM的中子单粒子翻转截面比较 |
| 4.2.3 LET阈值和灵敏体积的厚度对单粒子翻转截面的影响 |
| 4.3 分析与讨论 |
| 4.3.1 电荷沉积分布 |
| 4.3.2 次级粒子分布 |
| 4.3.3 中子在3D堆叠器件引起的多位翻转 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 器件封装对重离子单粒子效应的影响 |
| 5.1 高能重离子单粒子效应实验 |
| 5.1.1 实验器件和实验条件 |
| 5.1.2 实验结果 |
| 5.2 GEANT4 模拟封装对重离子单粒子效应的影响 |
| 5.2.1 模型介绍 |
| 5.2.2 模拟结果 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.2.2 LET的影响 |
| 5.2.3 歧离的影响 |
| 5.2.4 次级粒子的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 本论文工作的创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）基于TSV转接板的三维封装集成电路单粒子效应研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 三维晶圆级集成电路单粒子效应研究现状 |
| 1.2.2 单片式三维集成电路单粒子效应研究现状 |
| 1.2.3 基于TSV转接板的三维封装集成电路单粒子效应研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容与结构 |
| 2 单粒子效应概述 |
| 2.1 空间辐射环境 |
| 2.1.1 银河宇宙射线 |
| 2.1.2 太阳宇宙射线 |
| 2.1.3 地球辐射带 |
| 2.2 带电粒子与靶介质材料的相互作用 |
| 2.3 单粒子翻转效应的物理机制 |
| 2.3.1 电荷收集 |
| 2.3.2 器件响应 |
| 2.3.3 重离子和质子引起单粒子翻转效应机制的异同性 |
| 2.4 RPP模型 |
| 2.5 单粒子翻转截面和多位翻转率 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于Geant4 构建TSV三维封装集成SRAM单粒子翻转模型 |
| 3.1 Geant4 简介 |
| 3.1.1 Geant4 功能模块简介 |
| 3.1.2 Geant4 基本原理 |
| 3.2 应用Geant4 研究TSV三维封装SRAM单粒子翻转效应的方法 |
| 3.2.1 初始化过程 |
| 3.2.2 粒子模拟过程 |
| 3.2.3 数据处理及输出过程 |
| 3.2.4 多线程计算 |
| 3.3 程序验证 |
| 3.3.1 重离子模型验证 |
| 3.3.2 质子模型验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 不同粒子对TSV三维封装集成SRAM单粒子翻转效应的模拟 |
| 4.1 TSV三维封装集成SRAM重离子单粒子翻转效应的模拟 |
| 4.1.1 TSV三维封装集成电路中的重离子选择标准 |
| 4.1.2 仿真设置 |
| 4.1.3 TSV转接板对单粒子翻转截面和多位翻转率的影响 |
| 4.1.4 重离子种类与能量对单粒子翻转截面和多位翻转率的影响 |
| 4.2 TSV三维封装集成SRAM质子单粒子翻转效应的模拟 |
| 4.2.1 低能质子对单粒子翻转截面的影响 |
| 4.2.2 高能质子对单粒子翻转截面的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 TSV三维封装集成电路中离子的能量沉积离散和射程歧离 |
| 5.1 TSV三维封装集成电路中离子的能量沉积离散 |
| 5.1.1 模拟方法简介 |
| 5.1.2 离子在不同灵敏层之间的能量沉积离散变化 |
| 5.1.3 金属互联层和TSV转接板对能量沉积离散变化的影响 |
| 5.2 TSV三维封装集成电路中离子的射程歧离 |
| 5.2.1 离子在硅材料中的射程歧离 |
| 5.2.2 金属互联层和TSV转接板对离子射程歧离的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）纳米SRAM型FPGA的单粒子效应及其加固技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 空间辐射环境与辐射效应简介 |
| 1.2 单粒子效应及其表征分析方法 |
| 1.2.1 单粒子效应物理机制 |
| 1.2.2 单粒子效应的主要类型 |
| 1.2.3 单粒子效应核心参数 |
| 1.2.4 单粒子效应实验方法 |
| 1.2.5 单粒子效应的数值仿真技术 |
| 1.3 SRAM型 FPGA的发展现状 |
| 1.4 典型 SRAM型 FPGA的资源架构 |
| 1.4.1 可配置逻辑块 |
| 1.4.2 互连与布线资源 |
| 1.4.3 可编程的输入输出单元 |
| 1.4.4 其他资源 |
| 1.5 SRAM型 FPGA的单粒子效应研究现状 |
| 1.5.1 SRAM型 FPGA单粒子效应基本介绍 |
| 1.5.2 晶体管密度对SRAM型 FPGA单粒子效应的影响 |
| 1.5.3 晶体管工作参数对SRAM型 FPGA单粒子效应的影响 |
| 1.5.4 SRAM型 FPGA单粒子效应加固技术面临的挑战 |
| 1.6 论文的研究内容与目标 |
| 第2章 SRAM型 FPGA单粒子效应测试方法与实验技术 |
| 2.1 本章引论 |
| 2.2 单粒子效应测试方法与流程 |
| 2.2.1 单粒子闩锁的监测与防护 |
| 2.2.2 单粒子功能中断测试 |
| 2.2.3 单粒子翻转的测试 |
| 2.3 单粒子效应测试系统硬件模块 |
| 2.4 单粒子效应测试系统软件模块 |
| 2.5 单粒子效应实验测试向量的设计 |
| 2.6 单粒子效应测试系统功能验证 |
| 2.7 重离子单粒子效应辐照实验 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 纳米级商用SRAM型 FPGA单粒子效应实验 |
| 3.1 本章引论 |
| 3.2 器件选型与参数信息 |
| 3.3 实验向量设计 |
| 3.4 辐照实验条件与参数设计 |
| 3.4.1 重离子辐照条件与参数计算 |
| 3.4.2 脉冲激光辐照条件与参数 |
| 3.5 单粒子效应数据结果 |
| 3.5.1 相同工艺不同结构BRAM与 CRAM的实验结果 |
| 3.5.2 相同工艺不同结构DFF的实验结果 |
| 3.5.3 测试参量依赖性的实验结果 |
| 3.5.4 FinFET工艺器件的实验研究 |
| 3.6 分析与讨论 |
| 3.6.1 存储单元单粒子翻转机理讨论 |
| 3.6.2 测试技术与结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 纳米SRAM型 FPGA单粒子效应加固技术研究 |
| 4.1 本章引论 |
| 4.2 单元级版图加固的SRAM型 FPGA |
| 4.3 电路级配置模式加固的SRAM型 FPGA |
| 4.3.1 电路级配置模式加固的BRAM |
| 4.3.2 电路级配置模式加固的DFF |
| 4.4 加固单元与电路的重离子实验设计 |
| 4.5 单元级版图加固效果的实验研究 |
| 4.5.1 单元级版图加固对SEU的影响 |
| 4.5.2 单元级版图加固对SEFI的影响 |
| 4.6 电路级配置模式加固效果的实验研究 |
| 4.6.1 配置模式加固的BRAM |
| 4.6.2 配置加固的DFF |
| 4.7 加固效果及适用性讨论 |
| 4.7.1 单元级版图加固的效果及适用性 |
| 4.7.2 电路级配置模式加固的效果及适用性 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 在轨翻转率及空间应用 |
| 5.1 本章引言 |
| 5.2 空间翻转率预估流程 |
| 5.3 重离子引起的空间翻转率预估 |
| 5.4 降低小尺寸SRAM型 FPGA空间翻转率的方法研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 FDSOI工艺抗辐射电路及其应用 |
| 6.1 本章引言 |
| 6.1.1 提升纳米SRAM型 FPGA抗单粒子效应能力的主要途径 |
| 6.1.2 抗辐射SRAM型 FPGA涉及的单元与电路类型 |
| 6.1.3 纳米FDSOI工艺器件单粒子效应研究现状 |
| 6.1.4 本章研究内容 |
| 6.2 22 nm UTBB FDSOI器件 |
| 6.3 基于22 nm FDSOI工艺的DFF测试电路 |
| 6.4 基于22 nm FDSOI工艺的抗辐射SRAM |
| 6.5 FDSOI测试样片的单粒子效应实验设计 |
| 6.5.1 测试样片的实验向量设计 |
| 6.5.2 单粒子效应实验参数与条件 |
| 6.6 FDSOI DFF单粒子效应实验结果 |
| 6.6.1 FDSOI DFF单粒子翻转截面 |
| 6.6.2 测试频率对DFF单粒子翻转的影响 |
| 6.6.3 数据类型对DFF单粒子翻转的影响 |
| 6.6.4 背偏电压对DFF单粒子翻转的影响 |
| 6.6.5 DFF中单粒子翻转类型统计 |
| 6.7 FDSOI SRAM单粒子效应实验结果 |
| 6.7.1 FDSOI SRAM单粒子翻转特征 |
| 6.7.2 测试应力对SRAM单粒子翻转的影响 |
| 6.7.3 FDSOI SRAM单粒子翻转位图 |
| 6.8 FDSOI的抗辐射电路加固效果讨论 |
| 6.8.1 FDSOI DFF抗辐射加固效果 |
| 6.8.2 FDSOI SRAM抗辐射加固效果 |
| 6.9 影响22 nm FDSOI器件单粒子效应敏感性的关键参量 |
| 6.10 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 主要缩写对照表 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）深亚微米工艺下抗辐照数字集成电路研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 辐射环境介绍 |
| 1.2.1 空间辐射环境 |
| 1.2.2 人工辐射环境 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 研究抗辐照加固技术的必要性 |
| 1.3.2 国内外研究现状 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 辐射效应基本理论与加固技术 |
| 2.1 位移损伤 |
| 2.2 单粒子辐射效应 |
| 2.2.1 单粒子辐射效应模型 |
| 2.2.2 先进CMOS工艺的单粒子效应 |
| 2.2.3 单粒子效应加固技术 |
| 2.2.4 三阱工艺 |
| 2.3 总剂量辐射效应 |
| 2.3.1 总剂量效应模型 |
| 2.3.2 先进CMOS工艺器件的总剂量效应 |
| 2.3.3 总剂量辐射加固技术 |
| 2.3.4 新型源区条形P+掺杂的抗辐照NMOS器件结构 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 28nm三阱工艺CMOS电路的脉冲激光模拟单粒子试验 |
| 3.1 脉冲激光诱发单粒子效应 |
| 3.1.1 激光诱发单粒子效应原理 |
| 3.1.2 脉冲激光单粒子效应试验装置 |
| 3.2 基于28nm体硅CMOS工艺下深N阱结构单粒子辐射研究 |
| 3.2.1 移位寄存器链设计 |
| 3.2.2 移位寄存器链的测试系统 |
| 3.2.3 基于寄存器链的深n阱结构脉冲激光试验流程 |
| 3.2.4 深n阱结构的脉冲激光试验结果 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 三阱工艺器件的单粒子效应仿真与加固技术研究 |
| 4.1 辐射效应仿真的流程 |
| 4.1.1 TCAD软件介绍 |
| 4.1.2 单粒子仿真流程 |
| 4.2 深N阱对三阱体硅CMOS器件SEE的影响 |
| 4.2.1 不同LET下三阱NMOS的单粒子瞬态效应 |
| 4.2.2 不同LET下三阱NMOS的电荷共享效应 |
| 4.2.3 不同深n阱掺杂浓度的影响 |
| 4.2.4 不同深n阱深度的影响 |
| 4.2.5 不同入射位置和角度的影响 |
| 4.2.6 不同深n阱掺杂浓度对三阱PMOS单粒子瞬态的影响 |
| 4.3 三阱体硅NMOS单粒子瞬态效应的加固方法研究 |
| 4.3.1 p阱接触 |
| 4.3.2 衬体反偏技术 |
| 4.3.3 提高阱掺杂浓度 |
| 4.3.4 条形P+掺杂加固 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 28nm体硅NMOS器件的总剂量效应研究 |
| 5.1 实验概述 |
| 5.1.1 测试样品 |
| 5.1.2 实验环境与实验流程 |
| 5.2 实验结果与分析 |
| 5.2.1 NMOS器件转移特性随辐照剂量的变化 |
| 5.2.2 阈值电压随辐照剂量的变化 |
| 5.2.3 漏极ON态与OFF态电流随辐照剂量的变化 |
| 5.2.4 亚阈区摆幅随辐照剂量的变化 |
| 5.2.5 栅极电流随辐照剂量的变化 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（6）宇航用SiC结势垒肖特基二极管单粒子效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 空间辐射环境及单粒子效应概述 |
| 1.2.1 空间辐射环境概述 |
| 1.2.2 单粒子效应概述 |
| 1.3 SiC二极管单粒子效应国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.3.3 存在的问题 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第二章 SiC JBS二极管单粒子效应分析 |
| 2.1 SiC JBS二极管的结构原理与电学特性 |
| 2.1.1 SiC JBS二极管的基本结构及工作原理 |
| 2.1.2 电学输运特性 |
| 2.1.3 电学击穿特性 |
| 2.2 SiC JBS二极管单粒子效应研究的主要技术手段 |
| 2.2.1 地面辐照试验 |
| 2.2.2 器件仿真 |
| 2.2.3 深能级瞬态谱分析 |
| 2.2.4 微光显微镜 |
| 2.3 SiC JBS二极管单粒子效应机理及敏感位置分析 |
| 2.3.1 单粒子漏电退化机理 |
| 2.3.2 单粒子烧毁机理 |
| 2.3.3 单粒子损伤敏感位置 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 SiC JBS二极管重离子单粒子效应失效模式验证及其机理研究 |
| 3.1 重离子辐照试验条件 |
| 3.1.1 试验样品 |
| 3.1.2 辐射源 |
| 3.1.3 效应检测 |
| 3.1.4 辐照偏置的选择 |
| 3.2 单粒子效应失效模式验证 |
| 3.3 单粒子漏电退化机理研究 |
| 3.3.1 “单粒子微烧毁”机理验证 |
| 3.3.2 电学特性分析 |
| 3.3.3 深能级瞬态谱分析 |
| 3.3.4 单粒子漏电退化机理分析 |
| 3.4 单粒子烧毁机理研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同因素对SiC JBS二极管重离子单粒子效应的影响 |
| 4.1 工艺结构对单粒子效应的影响 |
| 4.2 不同试验条件对单粒子效应影响的试验研究 |
| 4.2.1 偏置电压对单粒子效应的影响 |
| 4.2.2 入射粒子LET对单粒子效应的影响 |
| 4.2.3 入射粒子注量对单粒子效应的影响 |
| 4.3 不同试验条件对单粒子效应影响的TCAD仿真验证 |
| 4.3.1 偏置电压对单粒子效应的影响 |
| 4.3.2 入射粒子LET对单粒子效应的影响 |
| 4.3.3 入射粒子位置对单粒子效应的影响 |
| 4.3.4 入射粒子角度对单粒子效应的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 SiC JBS二极管质子单粒子效应研究 |
| 5.1 质子辐照试验条件 |
| 5.2 质子辐照试验结果及分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 SiC JBS二极管的应用加固措施研究 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 完成的主要研究工作和创新点 |
| 7.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）微纳器件单粒子瞬态脉冲效应的电荷收集与传输机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题背景 |
| 1.2.1 单粒子瞬态脉冲效应及其影响 |
| 1.2.2 SET脉冲的电荷收集和传输 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内外相关研究 |
| 1.3.2 国内外研究的趋势及不足 |
| 1.4 本文研究的意义 |
| 1.5 本文的主要研究工作和组织结构 |
| 第二章 空间带电粒子辐射环境和半导体器件的辐射效应 |
| 2.1 空间带电粒子辐射环境 |
| 2.2 半导体器件的辐射效应 |
| 2.2.1 总剂量效应 |
| 2.2.2 位移损伤效应 |
| 2.2.3 单粒子效应 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 SET脉冲效应研究的试验方法和仿真方法 |
| 3.1 重离子模拟单粒子效应试验设备 |
| 3.2 脉冲激光模拟单粒子效应试验设备 |
| 3.2.1 脉冲激光模拟试验原理 |
| 3.2.2 重离子和脉冲激光之间的等效分析 |
| 3.2.3 脉冲激光单粒子效应试验装置 |
| 3.3 数值模拟单粒子效应工具 |
| 3.3.1 TCAD仿真方法 |
| 3.3.2 Hspice仿真方法 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 微纳单管器件的SET脉冲电荷收集规律与机制研究 |
| 4.1 试验样品、试验方法及建模设置 |
| 4.1.1 试验样品 |
| 4.1.2 试验方法 |
| 4.2 单管SET脉冲电荷收集特征的试验研究 |
| 4.2.1 激光能量对SET脉冲电荷收集的影响 |
| 4.2.2 偏置电压对SET脉冲电荷收集的影响 |
| 4.2.3 栅尺寸对SET脉冲电荷收集的影响 |
| 4.2.4 辐照位置对SET脉冲电荷收集的影响 |
| 4.3 体硅单管SET脉冲效应的仿真研究 |
| 4.3.1 仿真建模 |
| 4.3.2 NMOS管 SET脉冲的电荷收集机制 |
| 4.4 SOI单管SET脉冲效应的仿真研究 |
| 4.4.1 仿真建模 |
| 4.4.2 不同辐照位置对SET脉冲电荷收集的影响 |
| 4.4.3 栅尺寸对SET脉冲电荷收集的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 微纳器件的SET脉冲传输规律与机制研究 |
| 5.1 实测SET脉冲作为注入源仿真研究SET脉冲特征 |
| 5.1.1 仿真设置 |
| 5.1.2 激光能量对SET脉冲效应的影响 |
| 5.1.3 偏置电压对SET脉冲效应的影响 |
| 5.1.4 SET脉冲在组合逻辑电路中的传播规律 |
| 5.2 微纳组合逻辑器件的SET脉宽分布研究 |
| 5.2.1 芯片设计 |
| 5.2.2 试验方法 |
| 5.2.3 激光能量和重离子LET值对SET脉宽分布的影响 |
| 5.2.4 PMOS栅宽对SET脉宽分布的影响 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 SET脉冲影响 65nm 体硅工艺时序逻辑电路的规律研究 |
| 6.1 试验样品和试验设置 |
| 6.1.1 试验样品 |
| 6.1.2 试验设置 |
| 6.2 SET脉冲影响65nm体硅DFF链的SEU规律研究 |
| 6.2.1 工作电压对65nm体硅DFF链的SEU规律影响 |
| 6.2.2 时钟频率对65nm体硅DFF链的SEU规律影响 |
| 6.2.3 电路结构对65nm体硅DFF链的SEU规律影响 |
| 6.2.4 数据模式对65nm体硅DFF链的SEU规律影响 |
| 6.2.5 版图结构对65nm体硅DFF链的SEU规律影响 |
| 6.3 时序逻辑电路中SET脉冲传输诱发的SEU效应研究 |
| 6.3.1 Hspice仿真建模 |
| 6.3.2 仿真结果及SET脉冲传输机制 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 SET脉冲影响130 nm SOI工艺时序逻辑电路的规律研究 |
| 7.1 芯片设计 |
| 7.1.1 电路设计 |
| 7.1.2 功能仿真 |
| 7.1.3 版图设计 |
| 7.2 试验样品和试验设置 |
| 7.2.1 试验样品 |
| 7.2.2 试验设置 |
| 7.3 130 nm SOI工艺DFF链的SEU规律研究 |
| 7.3.1 版图布局对130 nm SOI工艺DFF链 SEU规律的影响 |
| 7.3.2 栅尺寸对130 nm SOI工艺DFF链 SEU规律的影响 |
| 7.3.3 DICE电路结构对130 nm SOI工艺DFF链 SEU规律的影响 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的论文与研究成果 |
（8）新材料器件单粒子效应脉冲激光模拟试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 空间辐射效应 |
| 1.1.1 空间辐射环境 |
| 1.1.2 空间辐射效应类型 |
| 1.2 单粒子效应地面模拟试验 |
| 1.2.1 常规加速器装置 |
| 1.2.2 激光模拟试验装置 |
| 1.3 单粒子效应仿真 |
| 1.4 激光模拟新材料器件单粒子效应 |
| 1.5 本文研究内容及结构 |
| 第2章 新材料器件激光模拟单粒子效应研究 |
| 2.1 新材料器件单粒子效应 |
| 2.1.1 SOI工艺器件单粒子效应 |
| 2.1.2 宽禁带化合物器件单粒子效应 |
| 2.2 新材料器件单粒子效应激光试验定量模型 |
| 2.2.1 SOI工艺激光能量纵向与横向传输 |
| 2.2.2 宽禁带半导体单粒子效应激光试验定量模拟模型 |
| 2.3 硅基工艺单粒子效应激光试验等效LET值模型 |
| 2.3.1 激光试验硅基器件单粒子效应原理 |
| 2.3.2 光致电离作用机制 |
| 2.3.3 激光试验硅基器件单粒子效应定量等效LET值研究 |
| 2.3.4 硅基工艺等效LET值及计算方法 |
| 2.4 宽禁带化合物激光单粒子效应等效LET值模型 |
| 第3章 新材料器件单粒子效应激光能量等效LET值建模 |
| 3.1 硅基工艺激光能量等效LET值建模 |
| 3.1.1 激光正面入射硅基器件传输物理模型 |
| 3.1.2 激光背面入射硅基工艺器件传输物理模型 |
| 3.1.3 硅基工艺激光有效能量对应LET值关系 |
| 3.2 多型晶格SiC工艺激光能量等效LET值建模 |
| 3.2.1 多型晶格SiC器件SPA、TPA |
| 3.2.2 多型SiC器件介质层 |
| 3.2.3 多型晶格SiC器件介质层光学常数 |
| 3.2.4 SiC器件单粒子效应激光有效能量模型 |
| 3.2.5 SiC器件激光有效能量与重离子LET值对应关系 |
| 3.3 GaN工艺激光能量等效LET值建模 |
| 3.3.1 GaN器件SPA、TPA |
| 3.3.2 GaN器件介质层 |
| 3.3.3 GaN器件激光正面入射介质层光学参数 |
| 3.3.4 GaN器件激光正面入射能量模型 |
| 3.3.5 GaN器件激光有效能量与重离子LET值对应关系 |
| 第4章 SOI工艺器件单粒子效应激光试验研究 |
| 4.1 130nm SOI工艺DFF背面激光单粒子效应试验 |
| 4.1.1 130nm SOI DFF链单粒子效应试验 |
| 4.1.2 130nm SOI工艺DFF试验结果 |
| 4.2 28nm SOI工艺DFF背面激光单粒子效应试验 |
| 4.2.1 28nm SOI工艺DFF芯片版图信息 |
| 4.2.2 28nm SOI工艺DFF重离子试验结果 |
| 4.2.3 激光背部辐照28nm SOI工艺DFF试验结果 |
| 4.3 130nm PDSOI工艺DFF正面激光单粒子效应试验 |
| 4.3.1 反相器链片上SET脉宽传播测试原理 |
| 4.3.2 130nm PDSOI工艺DFF重离子试验 |
| 4.3.3 130nm PDSOI DFF正面入射试验结果 |
| 4.3.4 130nm PDSOI DFF试验结果分析 |
| 4.4 SOI工艺激光单粒子效应试验结论 |
| 第5章 SiC工艺器件单粒子效应激光试验研究 |
| 5.1 SiC工艺器件试验对象及方法 |
| 5.2 SiC工艺重离子单粒子效应试验结果 |
| 5.3 SiC工艺器件单粒子效应试验结果 |
| 5.3.1 不同激光波长SiC器件试验结果 |
| 5.3.2 不同聚焦深度SiC器件试验结果 |
| 5.3.3 SiC工艺器件安全工作区 |
| 5.3.4 SiC器件SET幅度 |
| 5.4 SiC器件激光有效能量与重离子LET值 |
| 5.4.1 SiC器件衬底表面反射率 |
| 5.4.2 SiC器件正面表面反射率 |
| 5.4.3 SiC器件有效能能量与等效LET值 |
| 5.5 SiC器件激光TPA单粒子效应试验结论 |
| 第6章 GaN工艺器件单粒子效应激光试验研究 |
| 6.1 GaN工艺器件试验对象及方法 |
| 6.2 GaN工艺激光TPA单粒子效应试验 |
| 6.2.1 GaN HEMT及开关TPA正面试验过程 |
| 6.2.2 GaN器件TPA单粒子效应试验结果 |
| 6.2.3 不同激光波长GaN器件SET结果 |
| 6.2.4 不同聚焦深度GaN器件SET结果 |
| 6.2.5 GaN器件安全工作区 |
| 6.2.6 GaN器件SET幅度 |
| 6.3 GaN器件激光有效能量与重离子LET值 |
| 6.3.1 GaN器件正面表面反射率 |
| 6.3.2 GaN器件激光有效能量与等效LET值 |
| 6.4 GaN器件激光TPA单粒子效应试验结论 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文的主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（9）InP HBT器件辐照效应及模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 InP HBT器件应用背景及意义 |
| 1.1.1 InP HBT器件特性及其应用 |
| 1.1.2 InP HBT器件在辐照环境下面临的挑战及研究意义 |
| 1.1.3 InP HBT器件辐照模型研究意义 |
| 1.2 InP HBT器件辐照效应及辐照模型国内外研究现状 |
| 1.2.1 InP HBT器件单粒子辐照退化机理及辐照模型研究现状 |
| 1.2.2 InP HBT质子辐照效应及辐照模型研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及论文结构 |
| 第二章 空间辐照效应基本理论及研究方法论述 |
| 2.1 空间辐照环境概述 |
| 2.1.1 空间辐射带 |
| 2.1.2 宇宙射线 |
| 2.1.3 太阳活动事件 |
| 2.2 单粒子效应相关理论及研究方法 |
| 2.2.1 重离子致单粒子效应基本机理 |
| 2.2.2 脉冲激光模拟单粒子效应适用性 |
| 2.2.3 单粒子效应仿真研究方法 |
| 2.3 位移效应基本理论和研究方法 |
| 2.3.1 位移效应基本理论 |
| 2.3.2 双极型晶体管紧凑模型研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 InP HBT器件单粒子瞬态效应机理研究 |
| 3.1 InP HBT器件基本结构及特性 |
| 3.1.1 InP HBT器件基本结构 |
| 3.1.2 InP HBT器件常态特性仿真 |
| 3.2 InP HBT器件单粒子能量传递机制及瞬态效应 |
| 3.2.1 单粒子能量传输及电荷产生模型 |
| 3.2.2 InP HBT器件单粒子瞬态电荷及电流 |
| 3.3 InP HBT器件单粒子瞬态效应的影响因素 |
| 3.3.1 入射位置对器件单粒子瞬态特性的影响 |
| 3.3.2 偏置状态对器件单粒子瞬态特性的影响 |
| 3.3.3 输出负载对器件单粒子瞬态特性的影响 |
| 3.4 脉冲激光诱导InP HBT单粒子瞬态效应实验 |
| 3.4.1 激光与材料相互作用机理 |
| 3.4.2 脉冲激光设备简介 |
| 3.4.3 实验条件设置 |
| 3.4.4 实验结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 InP HBT单粒子瞬态效应模型及D触发器单粒子效应研究 |
| 4.1 InP HBT单粒子瞬态效应模型建立 |
| 4.2 InP HBT D触发器单粒子瞬态效应机理研究 |
| 4.2.1 单粒子瞬态脉冲电流模块建立 |
| 4.2.2 D触发器主从结构电路单粒子瞬态效应仿真研究 |
| 4.2.3 D触发器时钟缓冲电路单粒子瞬态效应仿真研究 |
| 4.3 InP HBT D触发器的失效判断和加固设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 InP HBT器件质子辐照紧凑模型研究 |
| 5.1 InP HBT器件紧凑模型研究 |
| 5.1.1 简化的Agilent HBT模型 |
| 5.1.2 InP HBT器件Agilent HBT模型参数提取 |
| 5.2 InP HBT器件质子辐照模型 |
| 5.2.1 质子辐照对InP HBT特性影响分析 |
| 5.2.2 InP HBT器件质子辐照紧凑模型研究 |
| 5.2.3 模型验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）SRAM和MRAM器件的单粒子效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 空间辐射环境 |
| 1.1.1 银河宇宙射线 |
| 1.1.2 太阳粒子事件 |
| 1.1.3 范艾伦辐照带 |
| 1.2 微电子器件的辐照效应 |
| 1.2.1 单粒子效应 |
| 1.2.2 总剂量效应 |
| 1.2.3 位移损伤效应 |
| 1.3 集成电路发展趋势与重离子测试技术挑战 |
| 1.3.1 硅基技术发展趋势与重离子测试技术挑战 |
| 1.3.2 非硅基技术发展对重离子测试技术的挑战 |
| 1.4 重离子辐照单粒子效应实验装置 |
| 1.5 本文研究内容与目标 |
| 第2章 SOI SRAM重离子辐照效应研究 |
| 2.1 研究背景介绍 |
| 2.2 待测器件与重离子辐照实验条件 |
| 2.2.1 SOI SRAM器件工艺与电路单元结构 |
| 2.2.2 重离子辐照测试实验方法 |
| 2.3 重离子辐照SOI SRAM单粒子翻转敏感性研究 |
| 2.3.1 单元版图结构对单粒子敏感性影响 |
| 2.3.2 重离子能量对单粒子敏感性影响 |
| 2.3.3 重离子入射方位角对单粒子敏感性影响 |
| 2.4 累积电离剂量对单粒子翻转敏感性影响研究 |
| 2.4.1 实验方法 |
| 2.4.2 实验结果与讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 三维堆叠SRAM重离子辐照效应研究 |
| 3.1 研究背景介绍 |
| 3.2 模拟仿真模型与重离子实验结果 |
| 3.2.1 三维纵向堆叠SRAM模型 |
| 3.2.2 重离子模拟仿真实验方法 |
| 3.3 Monte Carlo模拟实验结果与分析 |
| 3.3.1 高能重离子辐照实验结果 |
| 3.3.2 中能重离子辐照实验结果 |
| 3.3.3 低能重离子辐照实验结果 |
| 3.3.4 不同能量下平均翻转截面对比 |
| 3.4 重离子辐照实验临界射程公式 |
| 3.4.1 重离子辐照最劣射程物理模型 |
| 3.4.2 模拟仿真验证临界射程公式 |
| 3.5 三维堆叠器件重离子辐照测试标准 |
| 3.5.1 空间离子LET谱及重离子Bragg peak |
| 3.5.2 三维堆叠器件重离子辐照测试方案 |
| 3.5.3 验证三维堆叠器件重离子测试方案 |
| 3.5.4 二维平面器件重离子辐照测试建议 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 MRAM重离子辐照效应研究 |
| 4.1 研究背景介绍 |
| 4.2 待测器件与重离子辐照测试方法 |
| 4.2.1 磁性隧道结物理模型 |
| 4.2.2 MRAM器件物理结构 |
| 4.2.3 重离子辐照实验方法 |
| 4.3 前道CMOS工艺对MTJ可靠性的影响 |
| 4.3.1 重离子辐照实验条件 |
| 4.3.2 重离子辐照实验结果 |
| 4.3.3 实验结果讨论与分析 |
| 4.4 重离子辐照MTJ失效模型 |
| 4.4.1 重离子辐照实验条件 |
| 4.4.2 重离子辐照实验结果 |
| 4.4.3 实验结果讨论与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
四、高能质子引起器件单粒子效应的研究方法（论文参考文献）
- [1]空间质子直接和非直接电离引发单粒子效应的地面等效评估试验方法[J]. 于庆奎,王贺,曹爽,孙毅,罗磊,吕贺,梅博,莫日根,张洪伟,唐民,刘淑芬,韩金华,郭刚,罗尹虹. 航天器环境工程, 2021(03)
- [2]新型FinFET器件和3D堆叠器件的单粒子效应研究[D]. 莫莉华. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
- [3]基于TSV转接板的三维封装集成电路单粒子效应研究[D]. 王荣伟. 北京交通大学, 2021
- [4]纳米SRAM型FPGA的单粒子效应及其加固技术研究[D]. 蔡畅. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
- [5]深亚微米工艺下抗辐照数字集成电路研究[D]. 徐博洋. 电子科技大学, 2020(01)
- [6]宇航用SiC结势垒肖特基二极管单粒子效应研究[D]. 曹爽. 中国空间技术研究院(航天五院), 2020(12)
- [7]微纳器件单粒子瞬态脉冲效应的电荷收集与传输机制研究[D]. 李赛. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2020
- [8]新材料器件单粒子效应脉冲激光模拟试验研究[D]. 上官士鹏. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2020(04)
- [9]InP HBT器件辐照效应及模型研究[D]. 赵小红. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [10]SRAM和MRAM器件的单粒子效应研究[D]. 赵培雄. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2020(01)