单粒子效应TCAD数值仿真的三维建模方法

文中探讨了单粒子效应数值仿真建模的问题。首先,基于对单阱N+-P结构的二极管在重离子辐照下的TCAD仿真,研究电流脉冲和电荷收集特性对器件模型几何尺寸与比例的依赖关系,进一步给出了精确仿真单粒子效应所需的模型尺寸的实用标准。其次,讨论阱接触电极的位置对电流脉冲和电荷收集的影响,指出对阱接触的正确建模的必要性。

GGMOS型静电放电防护器件的高功率微波效应

采用基于半导体漂移扩散模型的数值模拟软件对高功率微波(HPM)作用下GGMOS型的静电放电(ESD)防护器件效应进行了数值模拟研究。对ESD器件在HPM作用下的响应特性及器件内部的物理图像进行了数值模拟。数值模拟的结果表明,外部注入HPM信号的幅值和频率是影响ESD器件的因素,在加载30ns脉宽的HPM脉冲作用下,器件内部达到的最高温度与信号幅值成正指数关系。在给ESD注入相同幅值的HPM信号时,频率越大,器件达到失效温度所需要的时间越长。

离子径迹特征与纳米反相器链单粒子瞬态的关联性研究

相同线性能量传输值(linear energy transfer,LET)、不同能量和种类的离子在径迹特征方面存在差异,导致这些离子在组合逻辑电路中产生的单粒子瞬态(single event transients,SET)有所不同,这种现象随着电路特征工艺尺寸的缩减逐渐凸显.开展离子径迹特征与纳米组合逻辑电路SET的关联性研究对准确预估纳米器件在轨单粒子效应软错误率具有重要意义.本文以65 nm互补金属氧化物半导体工艺的体硅反相器链为研究载体,建立了反相器链的三维器件物理模型,开发了体硅中离子径迹的粒子输运计算程序,基于器件物理和粒子输运的耦合仿真,研究了相同LET值的高低能离子(低能离子能量小于10 MeV·n^(–1),高能离子能量介于几十MeV·n^(–1)和几百MeV·n^(–1)之间)在反相器链中所产生的SET脉宽差异.研究结果表明:增加高低能离子每核子能量比率,或者在该比率相近时提高LET值,会使得具有相同LET值的高低能离子的径迹差异变大,进而导致两者产生的SET脉宽差异更明显;离子径迹特征对SET的影响与离子入射角度存在一定的依赖关系,但与反相器链偏置电压的关联性不强.

纳米SRAM质子单粒子翻转错误率预估

计算分析了高能质子与硅材料核反应产生次级粒子的种类、线性能量传输值和射程,仿真研究了低能质子直接电离的能量沉积与单粒子翻转的内在关联;阐述了质子核反应导致单粒子翻转错误率的预估方法,讨论了低能质子直接电离导致单粒子翻转错误率预估面临的问题;针对不同种类的纳米SRAM预估了3种典型轨道上质子核反应导致的单粒子翻转错误率,研究了轨道环境、太阳活动和器件翻转敏感特性对质子核反应导致的单粒子翻转错误率的影响。