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静态随机存储器总剂量辐射效应及损伤机理的研究

文献类型:学位论文

作者卢健
答辩日期2012-05
授予单位中国科学院研究生院
授予地点中国科学院新疆理化技术研究所
导师余学峰
关键词Sram 大规模集成电路 不同偏置 总剂量辐射效应 辐射损伤
学位名称硕士
学位专业微电子学与固体电子学
英文摘要

随着集成电路工艺的发展,半导体器件集成度不断提高,越来越多的大规模集成电路开始应用在卫星和航天器上,而空间辐射环境中的宇宙射线、质子以及电子等高能粒子,会使其功能退化甚至失效,严重影响卫星可靠性和寿命,甚至直接关系到航天任务的成败。静态随机存储器(SRAM)以其低功耗、高速度等优势在数据运算、信息处理以及自动化控制领域成为了不可或缺的部件,并且在民用乃至航天系统中都有广泛的应用。随着航天技术的发展及需要,越来越多的CMOS SRAM器件被应用到各类航天器和卫星的控制和信息处理系统中。因而,开展大规模集成电路尤其是SRAM器件辐射效应与损伤机理的研究,建立SRAM辐射损伤测试方法和评估技术,对我国发展电子对抗以及航天技术具有一定的现实意义。 本文主要以ETC公司生产的256kbit SRAM和1Mbit SRAM为研究对象,对SRAM及大规模集成电路的辐射损伤效应与损伤机理进行研究,并对评估方法进行了初步探索。主要的工作如下: 一、不同于单个晶体管或中小规模集成电路,可以进行IV测量,甚至可以分别求出氧化物陷阱电荷和界面陷阱电荷引起的漂移电压,大规模SRAM由大量晶体管组成,却仅有几十个管脚可以利用,能提供的内部信息观测点极其有限,因此,我们开发并改进了SRAM多参数测量系统,通过对SRAM器件读写功能以及其他电气参数(包括输出高低电平,静态功耗电流,动态读写电流,传输延迟)的测试来评估其辐射损伤,同时也为SRAM辐射损伤测试技术以及评估方法的探索提供了可能的途径。 二、以往的总剂量效应的研究主要是针对单管和中小规模集成电路,且辐射损伤机理和评估方法比较成熟,而对大规模集成电路的研究相对较少,而且没有统一的理论和评估方法。本论文在所内长期进行辐射效应和损伤机理研究的基础上,进行了SRAM辐射损伤测试(256Kbit和1Mbit SRAM),并对其敏感参数及辐射效应与损伤机理进行了研究。 三、在空间环境中,SRAM不仅工作于动态读写状态,也可能工作在其他静态偏置状态,因此,为了更全面地评估其寿命,需要对其在不同偏置条件下进行总剂量效应的研究,探索其最劣偏置条件,本论文对256Kbit和1MbitSRAM共进行了多种不同偏置条件的辐照实验及退火实验。

源URL[http://ir.xjipc.cas.cn/handle/365002/4376]  
专题固体辐射物理研究室
推荐引用方式
GB/T 7714
卢健. 静态随机存储器总剂量辐射效应及损伤机理的研究[D]. 中国科学院新疆理化技术研究所. 中国科学院研究生院. 2012.

入库方式: OAI收割

来源:新疆理化技术研究所

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