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《x射線_電子導(dǎo)致sram器件單粒子軟錯(cuò)誤的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)校代碼10530學(xué)號(hào)201510131327分類號(hào)TN406密級(jí)公開碩士學(xué)位論文X射線/電子導(dǎo)致SRAM器件單粒子軟錯(cuò)誤的研究學(xué)位申請(qǐng)人張陽指導(dǎo)教師郭紅霞研究員學(xué)院名稱材料科學(xué)與工程學(xué)院學(xué)科專業(yè)材料科學(xué)與工程研究方向微電子材料與器件工程二〇一八年六月ResearchofX-ray/electronsInducedSingleEventSoftErrorsin45nmSRAMCandidateYangZhangSupervisorProfessorHongxiaGuoCollegeSchoolofMaterialsScienceandEngineeringProgramMate
2、rialsScienceandEngineeringSpecializationMicroelectronicMaterialsandDevicesEngineeringDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune2018摘要摘要隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)器所占有的地位越來越重要。相比于其他存儲(chǔ)器，靜態(tài)隨機(jī)儲(chǔ)存器(SRAM)由于讀寫速度快、價(jià)格便宜、功耗低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛運(yùn)用在信息獲取和保存方面。在復(fù)雜太空環(huán)境下，航天器受到質(zhì)子、中子、重離子等粒子帶來的輻射損傷，會(huì)對(duì)航天器中SRAM器件的性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響
3、。同時(shí)伴隨著SRAM器件特征尺寸的減小，一些在大尺寸中沒有出現(xiàn)的輻射損傷，也逐漸表現(xiàn)出來。特別是輕粒子，如電子、μ介子等，它們通過電離或發(fā)生核反應(yīng)過程，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，會(huì)對(duì)器件造成輻射損傷。一些研究人員對(duì)這方面已經(jīng)開展了研究，但是相關(guān)的研究并不深入。本論文以65nm和45nm的SRAM作為研究對(duì)象，開展了X射線和電子加速器輻照環(huán)境下，電子導(dǎo)致單粒子翻轉(zhuǎn)的研究。內(nèi)容包括：1.利用Phillip直流X光機(jī)對(duì)處于低電壓狀態(tài)的器件，開展單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，X射線發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的次級(jí)電子可以造成45nm器件出現(xiàn)單粒子翻轉(zhuǎn)，但是65nm的器件上沒有任何錯(cuò)誤出現(xiàn)。分析
4、認(rèn)為是65nmSRAM器件臨界電荷要比45nm的器件要大，次級(jí)電子在其敏感區(qū)域中并不能夠沉積足夠多的能量，無法造成65nm的器件出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。2.通過Geant4構(gòu)建SRAM器件的幾何結(jié)構(gòu)，分析了臨界電荷、多層金屬布線層、光子入射角度對(duì)單粒子翻轉(zhuǎn)的影響。模擬結(jié)果表明，特征尺寸越小，相應(yīng)的臨界電荷也就越小，翻轉(zhuǎn)截面就會(huì)越大。當(dāng)多層金屬布線層含有高原子序數(shù)的材料時(shí)，在光電效應(yīng)階段會(huì)產(chǎn)生額外的次級(jí)電子，成為加重單粒子翻轉(zhuǎn)的重要因素。光子傾斜入射時(shí)，雖然徑跡長(zhǎng)度增加，沉積能量增加，翻轉(zhuǎn)概率增大，但是部分光子入射在敏感單元的邊界位置，沉積的能量反而減小，無法造成翻轉(zhuǎn)，造成垂直入射時(shí)的翻轉(zhuǎn)比傾
5、斜入射時(shí)的翻轉(zhuǎn)更加嚴(yán)重。3.在電子加速器上開展了電子造成單粒子翻轉(zhuǎn)的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明電子發(fā)生核反應(yīng)時(shí)所產(chǎn)生的次級(jí)電子，具有更高的LET值，這些次級(jí)電子沉積能量，是造成器件出現(xiàn)錯(cuò)誤的主要原因。此外在不同輻照源上開展的單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)研究，發(fā)現(xiàn)器件出現(xiàn)0?1的翻轉(zhuǎn)和1?0的概率是相同的。關(guān)鍵詞：SRAM；電子；Geant4；單粒子翻轉(zhuǎn)AbstractAbstractWiththedevelopmentofsemiconductortechnology,thememorybecomesmoreandmoreimportant.Comparedwithothermemories,Sta
6、ticRandomAccessMemory(SRAM)iswidelyusedininformationacquisitionandstorageduetoitsfastread/writespeeds,lowcost,andlowpowerconsumption.Incomplexspaceenvironment,thespacecraftissubjectedtoradiationdamagecausedbyparticlessuchasproton,neutron,heavyionandsoon,whichhasaseriouseffectontheperformance
7、ofSRAMdevicesinthespacecraft.Atthesametime,withthedecreaseofthefeaturesizeofSRAMdevices,someradiationdamagethatdoesnotappearinlargesizeisalsograduallymanifested.Inparticular,lightparticles,suchaselectronsandmuons,produceelectronholepairsbyionizingo
