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集成电路辐照效应与抗辐照技术研究
  • 项目名称：集成电路辐照效应与抗辐照技术研究
  • 项目类别：重点项目
  • 批准号：60836004
  • 申请代码：F040603
  • 项目来源：国家自然科学基金
  • 研究期限：2009-01-01-2012-12-31
  • 项目负责人：陈书明
  • 负责人职称：教授
  • 依托单位：中国人民解放军国防科学技术大学
  • 批准年度：2008
中文摘要：

抗辐射加固是空间应用集成电路的关键技术之一。本项目面向当前主流的超深亚微米工艺，针对单粒子效应和总剂量效应展开研究。针对单粒子效应，本项目将主要围绕SET和MBU的失效机理与加固进行研究，重点研究决定SET脉冲宽度的扩散和双极放大机理以及MBU的电荷共享机理，分析器件工艺、版图和电路结构等参数对SET产生与传播以及电荷共享的影响，然后在此基础上提出描述SET电流脉冲的解析模型和描述MBU的电荷共享模型，最后从器件、版图和电路结构等方面提出高效的加固措施。关于总剂量效应，本项目将研究超深亚微米MOS器件的总剂量辐射效应，在此基础上提出超深亚微米MOS器件的总剂量辐射理论模型，并进一步研究超深亚微米新结构器件的辐照特性及MOS器件的总剂量辐射加固技术。本项目的研究将为抗辐照加固超大规模集成电路尤其是微处理器的设计提供直接的理论支持和指导。

中文主题词： 集成电路；深亚微米；抗辐照；单粒子；总剂量
英文摘要：

Integrated Circuit；Deep Sub-Micron；Radiation Hardening；Single Event Effect；Total Ionizing Dose

英文主题词： Integrated Circuit；Deep Sub-Micron；Radiation Hardening；Single Event Effect；Total Ionizing Dose
结论摘要：

航天技术是衡量一个国家现代化水平和综合国力的重要标志，而单粒子效应和总剂量效应是航天应用集成电路面临的主要辐射效应，对这两类效应的研究将为发展超大规模的抗辐照加固集成电路奠定良好的基础。本课题面向主流的超深亚微米工艺，针对单粒子和总剂量效应的失效机理、模型建模和加固技术展开研究，取得了以下主要研究成果 失效机理方面，系统深入研究了漂移、扩散和双极效应在单粒子电荷收集中的作用，首次提出了NMOS中的反向双极效应；首次揭示了温度对单粒子电荷收集有着重要影响；首次研究了多边缘器件的辐照效应，发现了窄沟效应/边缘效应引起的辐射增强现象；首次研究发现AGLDD垂直双栅器件的总剂量效应比普通器件的要优。 模型建模方面，提出了一种考虑了双极效应的SET电流源模型，该模型获得的曲线能够很好的与TCAD模拟结果相吻合；首次系统深入的研究了脉冲重汇聚对SER的影响，发现SET脉冲重汇聚有可能导致软错误率增加高达几个数量级；首次建立了直栅NMOS器件总剂量辐射效应模型，模拟结果与实验结果符合较好。 加固技术方面，首次提出了源极隔离的P-hit SET加固技术和源极扩展的N-hit SET加固技术，模拟和重离子试验结果均验证了这些加固技术具有优良的加固效果；成功研制了国内首款抗辐照标准单元库及多个抗辐照IP核；给出了超深亚微米器件兼顾抗总剂量能力和性能提高的优化设计域。 本课题在研期间，取得了丰硕的学术成果，共发表论文73篇，有36篇进入SCI检索；培养了博士研究生13名，硕士研究生21名。在研究成果的支撑下，成功研制出了我国首款高性能抗辐照DSP，意义深远。

成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 61
  • 18
  • 19
  • 0
  • 0
期刊论文
Supply Voltage Scaled Dependency of the Recovery of Single Event Upset in Advanced CMOS SRAM Cells
A novel layout for single event upset mitigation in advanced CMOS SRAM cells
New Insight into the Parasitic Bipolar Amplification Effect in Single Event Transient Production
The Modeling to Predict the Time Evolution of NBTI Induced Single Event Transient Pulse Broadening
25 nm鱼鳍型场效应晶体管中单粒子瞬态的工艺参数相关性研究
Impact of proton-radiation-induced spacer damage on the dc characteristics degradation in deep-submi
一款0.18μm CMOS 辐射加固差分压控振荡器
A New Model for Radiation Induced Off-State Leakage Current in NMOS Transistors
Impact of the displacement in channel and source/drain regions on the DC characteristics degradation
Temperature and Drain Bias Dependence of Single Event Transient in 25 nm FinFET Technology
The Recovery of Single Event Upset in Advanced CMOS SRAM Cells
锁相环电路中压控振荡器的SET 响应研究
Charge Collection of Single Event Effects at Bragg’s Peak
超陡倒掺杂分布对超深亚微MOS器件总剂量辐照特性的改善
Hot Carrier Effects of SOI NMOS
单粒子瞬变中的双极放大效应研究
180nm CMOS工艺下SEL敏感性关键影响因素研究
90纳米CMOS双阱工艺下P+深阱掺杂对电荷共享的影响
Total Ionizing Dose Effects of Novel Vertical Channel Double Gate nMOSFETs
The Effect of Re-Convergence on SER Estimation
差分压控振荡器中单粒子瞬变的研究
Temperature dependence of charge sharing and MBU sensitivity induced by a heavy ion
超陡倒掺杂分布对超深亚微米金属-氧化物-半导体器件总剂量辐照特性的改善
高可靠锁相环设计技术研究
Temperature Dependency of Charge Sharing and MBU Sensitivity in 130nm CMOS Technology
Temperature Dependence of Single Event Transient in 90 nm CMOS Dual-well and Triple-well Technology
Novel N-hit single event transient mitigation technique via open guard transistor in 65nm bulk CMOS
Investigation of the off-state behavior in deep-submicrometer NMOSFETs under heavy ion irradiation b
Multiple Node Upset in SEU Hardened Storage Cells
Effect of p-well contact on n-well potential modulation in a 90nm bulk technology
Temperature Dependence of P-hit Single Event Transient Pulse Width in Three Transistors Inverter Cha
Modeling and analysis of single-event transients in charge pumps
Single Event Transient Pulse Attenuation Effect in Three Transistor Inverter Chain
一种基于混合模拟的计算组合电路中软错误率的方法与工具
Novel Layout Technique for N-hit Single-Event Transient Mitigation via Source-Extension
A-Z-A型石墨稀场效应晶体管吸附效应的第一性原理研究
Impact of Circuit Placement on Single Event Transients in 65 nm Bulk CMOS Technology
NBTI效应导致SET脉冲在产生与传播过程中的展宽
p型金属氧化物半导体场效应晶体管界面态的积累对单粒子电荷共享收集的影响
带有n^＋深阱的三阱CMoS工艺中寄生NPN双极效应及其对电荷共享的影响
90nm CMOS工艺下p^＋深阱掺杂浓度对电荷共享的影响
A-Z-A型石墨烯场效应晶体管吸附效应的第一性原理研究
A radiation-hardened-by-design technique for improving single-event transient tolerance of charge pumps in PLLs
会议论文
Verilog-A Based Implementation for Coupled Model of Single Event Transients in Look-Up Table Techniq
数字信号处理器单粒子效应测试系统的设计
90纳米CMOS双阱工艺下版图形式对电荷共享的影响
Effect of Heavy Ion Irradiation on the RF Performance of 0.18μm Bulk Si MOSFETs
Heavy-Ion-Induced Permanent Damage in Ultra-deep Submicron Fully Depleted SOI Devices
Combinational Logic SER Estimation with the Presence of Re-convergence
0.13um高可靠标准单元库版图的分析与设计
A Single-Event Transient Hardened Phase-Locked Loop in 0.18 μm CMOS Process
Analyze of Current Components in NMOS Single Event Transient
Novel Layout Techniques for N-hit Single-Event Transient Mitigation via the Source-Extension
Investigation on Channel Hot Carrier Degradation of Ultra Deep Submicron SOI pMOSFETs
一种抗单粒子瞬变(SET)的差分压控振荡器电路
基于Verilog-A 的锁相环单粒子效应混合模拟技术
高可靠锁相环设计技术研究
Impact of Total Ionizing Dose on Various nMOSFET Structures
深亚微米NMOS器件总剂量辐照引起的寄生管泄漏电流模型
The Re-Convergence’s Effect to SER Estimation in Combinationa Circuits
Impact of Circuit Placement on Single Event Transients in 65 nm Bulk CMOS Technology
专利
CMOS器件辐照位移损伤区在沟道相对位置的估算方法
一种抗总剂量辐照的SOI器件及其制造方法
一种抗辐射的Halo结构MOS器件及其制备方法
一种抗辐射性能增强的超陡倒掺杂MOS器件
抗单粒子翻转可复位的扫描结构D触发器
基于高介电常数材料的抗NMOS器件总剂量辐照的集成电路
抗单粒子翻转的D触发器
一种新型源漏结构的抗辐射SOI器件及制备方法
一种抗单粒子翻转可置位和复位的扫描结构D触发器
提高CMOS晶体管抗辐照的方法、CMOS晶体管及集成电路
抗单粒子翻转可置位和复位的扫描结构D触发器
一种抗单粒子翻转的可置位和复位D触发器
抗单粒子翻转可同步复位的扫描结构D触发器
抗单粒子翻转的扫描结构D触发器
抗单粒子翻转的可同步复位D触发器
抗单粒子翻转的可置位D触发器
抗单粒子翻转的可复位D触发器
抗单粒子翻转可置位的扫描结构D触发器
抗单粒子翻转的可置位和复位D触发器
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