《納米CMOS器件及電路的輻射效應》是電子工業出版社於2021年出版的書籍。
基本介紹
- 中文名：納米CMOS器件及電路的輻射效應
- 作者：劉保軍、劉小強、劉忠永
- 出版時間：2021年4月
- 出版社：電子工業出版社
- 頁數：264 頁
- ISBN：9787121408410
- 類別：物理類圖書
- 定價：79 元
- 開本：16 開
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書主要介紹廣泛存在的各種輻射對納米CMOS器件及其電路的影響，涵蓋了各種輻射環境分析、電離損傷機理研究、納米器件的總劑量效應和單粒子效應的建模仿真、輻射效應對納米電路的影響及輻照實驗設計等，綜合考慮器件特徵尺寸縮減對輻射效應的影響，從器件、電路角度建模分析，給出了納電子器件及其電路的輻射效應的分析方法和思路。本書對高“k”柵介質對納米CMOS器件的輻射效應的影響、新興的納米FinFET及納米線的輻射效應、器件級加固技術進行了分析和討論，還給出了單粒子串擾的建模方法以及數字電路在單粒子效應下的軟錯誤率評估方法。
圖書目錄
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 輻射環境 4
1.3 單粒子效應 6
1.3.1 高能粒子的電離損傷機理 6
1.3.2 單粒子效應理論及建模 8
1.3.3 功率器件的單粒子效應 11
1.3.4 可靠性評估與加固技術 13
1.4 總劑量效應 15
1.4.1 體矽器件的總劑量效應 15
1.4.2 SOI器件的總劑量效應 16
1.5 本章小結 17
參考文獻 17
第2章 基本物理模型和仿真工具 29
2.1 Sentaurus TCAD仿真軟體介紹 29
2.1.1 軟體框架 29
2.1.2 FD-SOI器件仿真的物理模型 32
2.2 Silvaco TCAD仿真軟體介紹 34
2.3 基本物理模型 36
2.3.1 基本的半導體方程 36
2.3.2 載流子統計模型 38
2.3.3 載流子複合模型 39
2.3.4 遷移率模型 39
2.3.5 碰撞電離模型 40
2.3.6 單粒子效應模型 41
2.3.7 量子效應模型 41
2.4 物理模型參數設定實例 42
2.5 本章小結 43
參考文獻 43
第3章 高能粒子入射材料的損傷機理 45
3.1 LET的簡化計算 45
3.1.1 基本理論 46
3.1.2 基於雙指數模型的LET 48
3.1.3 基於高斯-對數模型的LET 51
3.1.4 射程及布拉格峰值的計算 54
3.1.5 不同形式LET之間的轉換 61
3.2 重離子在任意材料中的徑向劑量 62
3.2.1 計量單位 63
3.2.2 徑向劑量的分布模型 63
3.2.3 垂直入射電子的能量耗散 65
3.2.4 仿真及分析 66
3.3 材料吸收劑量的計算 68
3.3.1 描述輻射場的物理量 68
3.3.2 單向平行輻射場中物質吸收劑量的計算 69
3.3.3 一般輻射場中物質吸收劑量的計算 69
3.4 本章小結 72
參考文獻 73
第4章 納米CMOS器件的總劑量效應及加固技術 76
4.1 FD-SOI器件結構 76
4.2 FD-SOI器件氧化層的電荷俘獲 78
4.2.1 氧化層電荷俘獲模型 78
4.2.2 偏置條件對氧化層電荷俘獲的影響 80
4.3 FD-SOI器件的總劑量效應 81
4.3.1 對閾值電壓的影響 84
4.3.2 對關態漏電流和跨導的影響 85
4.3.3 界面陷阱對亞閾值擺幅的影響 89
4.4 FD-SOI器件總劑量效應的影響因素 89
4.4.1 埋氧層厚度的總劑量增強效應 90
4.4.2 外延層厚度的影響 92
4.5 FD-SOI器件總劑量效應加固技術 95
4.5.1 浮體FD-SOI器件的背柵偏置加固方法 95
4.5.2 體接觸FD-SOI器件的總劑量效應 100
4.5.3 基於體接觸偏置的加固方法 104
4.6 納米線電晶體總劑量效應及加固技術 107
4.6.1 器件結構 108
4.6.2 環柵納米線電晶體的禁止效應 108
4.6.3 界面陷阱 112
參考文獻 114
第5章 SiC功率VDMOSFET的單粒子效應及加固技術 116
5.1 失效機理 116
5.1.1 SEB失效機理 116
5.1.2 SEGR失效機理 117
5.2 VDMOSFET結構與特性 118
5.2.1 器件工作原理與結構 118
5.2.2 基本特性 120
5.3 4H-SiC和6H-SiC VDMOSFET的單粒子效應 120
5.3.1 SEB的仿真與分析 121
5.3.2 SEGR的仿真與分析 126
5.4 晶圓各向異性對4H-SiC VDMOSFET的單粒子效應的影響 128
5.4.1 4H-SiC晶格結構與各向異性模型 128
5.4.2 晶圓各向異性對SEB的影響 130
5.4.3 晶圓各向異性對SEGR的影響 133
5.5 4H-SiC半超結VDMOSFET的單粒子效應 133
5.5.1 半超結VDMOSFET的結構與特性 134
5.5.2 半超結VDMOSFET的單粒子效應仿真與分析 137
5.5.3 電荷失配對半超結VDMOSFET性能的影響 141
5.6 4H-SiC半超結VDMOSFET的單粒子效應加固技術 146
5.6.1 高k柵介質HfO2對器件單粒子效應的影響 147
5.6.2 加固結構的提出 150
5.6.3 BAL參數變化對器件的單粒子效應的影響 152
5.7 本章小結 159
參考文獻 160
第6章 納米CMOS器件的單粒子效應及加固技術 163
6.1 納米CMOS器件的單粒子效應 163
6.1.1 單粒子效應的電路模擬 163
6.1.2 電路模擬的影響因素分析 165
6.2 數據讀出接口電路的單粒子效應及加固方法 171
6.2.1 數據讀出接口電路的設計 171
6.2.2 SEE敏感結點分析 172
6.2.3 數據讀出接口電路的SEE臨界電荷 172
6.2.4 入射時間和技術節點對SEE的影響 173
6.2.5 局部電晶體尺寸調整加固 175
6.2.6 負載電容加固 176
6.2.7 理想的抗輻射加固設計思路 177
6.3 納米FinFET的單粒子效應及加固技術 178
6.3.1 模型的建立 179
6.3.2 不同柵介質器件的單粒子效應 179
6.3.3 影響因素分析及加固技術 181
6.4 本章小結 187
參考文獻 187
第7章 單粒子效應對納米CMOS電路的影響 190
7.1 單粒子串擾建模分析 190
7.1.1 導納的基本理論 191
7.1.2 SET的等效電路 193
7.1.3 兩線間單粒子串擾解析模型 194
7.1.4 多線間串擾效應建模分析 204
7.2 單粒子瞬態的傳播特性分析 214
7.2.1 邏輯遮掩效應 214
7.2.2 電氣遮掩效應 215
7.2.3 視窗鎖存遮掩效應 216
7.3 密勒效應和耦合效應對單粒子瞬態的影響 217
7.3.1 不同布線結構的耦合效應 217
7.3.2 密勒效應和耦合效應對SET影響的定性分析 222
7.3.3 判別SET的新標準 224
7.3.4 密勒效應和耦合效應對SET延時的影響 225
7.3.5 溫度和技術節點對SET的影響 226
7.4 本章小結 228
參考文獻 228
第8章 納米CMOS電路在單粒子效應下的可靠性評估 231
8.1 邏輯電路在單粒子翻轉下的可靠性評估 231
8.1.1 機率轉移矩陣的基本理論 232
8.1.2 基於PTM的可靠性評估方法 233
8.1.3 可靠性估計及分析 234
8.1.4 串擾效應對可靠性的影響 237
8.2 數字電路在單粒子瞬態下的可靠性評估 239
8.2.1 SET電壓的多狀態系統 240
8.2.2 通用產生函式 241
8.2.3 可靠性評估算法 242
8.2.4 遮掩和串擾效應對可靠性的影響 242
8.2.5 可靠性評估及分析 244
8.3 基於蒙特卡羅的電路可靠性評估 246
8.3.1 MC評估模型的建立 246
8.3.2 模型的驗證及分析 248
8.3.3 SET脈衝寬度的影響分析 249
8.3.4 遮掩效應和多SET的影響分析 249
8.4 本章小結 251
參考文獻 252
