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随着空间技术以及核工程技术的快速发展,越来越多的CMOS集成电路不可避免地应用于辐射环境中并受到各种辐射效应的影响,为了保证CMOS电路的可靠性和性能,抗辐照加固技术的研究始终面临着严峻的挑战。本文以一种抗总剂量CMOS电路基本结构为研究课题,提出一种抗总剂量基本晶体管结构,主要就其抗总剂量辐照能力以及其结构特性对抗总剂量能力的影响进行研究,并将其与传统的版图加固措施进行对比。本文基于总剂量效应的基本原理,深入研究总剂量辐照的物理过程以及总剂量效应对MOS器件电学特性参数的影响,从工艺和版图加固角度介绍目前业界常用的总剂量加固措施。基于总剂量的设计加固理念,本文提出一种抗总剂量基本晶体管结构,该结构通过在普通NMOS晶体管的源漏区外围形成P+掺杂区从而使得晶体管获得抗总剂量辐照的能力。接着本文使用Sentaurus TCAD软件平台仿真对比所提出的晶体管结构与普通的条栅NMOS晶体管,验证其总剂量加固的有效性,并在此基础上提出一种变形结构,丰富其应用范围。然后进一步研究对比所提出的晶体管结构及相应的变形结构和普通条栅NMOS晶体管随辐照剂量的变化,相应的性能退化趋势,并研究对比它们输出电流的差异。针对所提出的晶体管结构,本文继续更加深入地研究其结构特性对晶体管抗总剂量能力的影响。首先对比P+掺杂区有无直接连接到零电位两种情况下晶体管抗总剂量能力的差别,从而提出可以采用P+掺杂区无连接的方式来节省晶体管的版图布线资源,然后通过改变所提出晶体管的结构参数详细研究P+掺杂区浓度、宽度以及结深对晶体管抗总剂量能力的影响,接着研究P+掺杂区与N+源漏区的间距对晶体管的击穿电压和抗总剂量能力的影响。基于所提出的晶体管结构以及相应的变形结构属于总剂量版图加固措施的范畴,本文进一步将其与传统的版图加固措施进行对比。首先仿真对比所提出的晶体管结构与传统版图加固措施在抗总剂量能力方面的强弱,然后从基本门电路标准单元版图实现角度对比各个晶体管结构版图实现中的面积消耗情况,从而可以直观地衡量所提出的晶体管结构以及相应的变形结构在实际工程应用中的价值。