65 nm體硅工藝NMOS中單粒子多瞬態效應的研究

梁永生，吳 郁，鄭宏超，李 哲

(1.北京工業大學 信息學部，北京 100124；2.北京微電子技術研究所，北京 100076)

65 nm體硅工藝NMOS中單粒子多瞬態效應的研究

梁永生1，吳 郁1，鄭宏超2，李 哲2

(1.北京工業大學 信息學部，北京 100124；2.北京微電子技術研究所，北京 100076)

針對NMOS場效應晶體管由重離子輻射誘導發生的單粒子多瞬態現象，參考65 nm體硅CMOS的單粒子瞬態效應的試驗數據，采用TCAD仿真手段，搭建了65 nm體硅NMOS晶體管的TCAD模型，并進一步對無加固結構、保護環結構、保護漏結構以及保護環加保護漏結構的抗單粒子瞬態效應的機理和能力進行仿真分析。結果表明，NMOS器件的源結和保護環結構的抗單粒子多瞬態效應的效果更加明顯。

單粒子效應；單粒子瞬態；電荷共享；抗輻射

在空間輻射環境中集成電路會受到各種宇宙射線和粒子的輻射，其中單粒子效應作為破壞較為顯著的一種輻射效應，逐漸引起人們的重視[1-4]。隨著集成電路工藝尺寸的縮小，電路中的器件密度及其元胞密度不斷提高，致使單個粒子輻射的作用范圍能夠覆蓋到多個器件，進而造成電路中多個節點產生電荷收集效應，在電路中產生多個電流瞬態和電壓擾動，這便是單粒子輻射電荷共享造成的單粒子瞬態效應。如果電路中的多個單粒子瞬態脈沖都能夠在電路中傳播、捕獲，則會造成電路失效。研究表明，單粒子電荷共享現象從200 nm尺寸的集成電路中就開始出現[2]，隨著集成電路工藝尺寸的減小，該效應的影響進一步加劇。……