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探究单粒子效应机理的研究

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:单个粒子撞击引发多个存储单元的翻转在超深亚微米工艺技术下变得越来越频繁,已成为单粒子效应机理分析与理解的重点关注问题。本章主要针对单粒子翻转、单粒子瞬态、单粒子锁定、单粒子烧毁、单粒子栅击穿等现象,对半导体器件的敏感节点的电荷收集、单粒子翻转敏感性与特征尺寸关系、单粒子瞬态产生及传播、传播特性、温度效应、寄生结构等单粒子效应的物理机理进行了详细分析与介绍。

探究单粒子效应机理的研究

我们知道,当带电离子穿过半导体材料时,会与靶材料原子发生相互作用而产生沿着径迹形成的电子-空穴对,由此诱发单粒子效应。一般来说,半导体器件及集成电路中产生单粒子效应的机制主要有三个过程:①能量粒子轰击敏感区域并沉积电荷,主要有两种方式,一是与器件材料碰撞发生直接电离,二是与被碰撞材料的原子发生反应产生二次粒子导致的间接电离;②电离释放的电荷在器件内部的传输:一是在高电场区域,单粒子触发的沉积电荷以漂移的方式移动;二是在中性区域,单粒子触发的沉积电荷以扩散的方式移动;三是电离释放的电荷通过双极放大效应(存在于某些类型的器件中)移动;③器件敏感区域的电荷收集:器件中的电荷输运会产生瞬时电流,对器件和相关的单元产生干扰。

随着半导体工艺技术的不断发展,器件尺寸缩小使得半导体存储器对于单粒子电离效应更为敏感,导致电荷共享和多位翻转等新现象的出现。单个粒子撞击引发多个存储单元的翻转在超深亚微米工艺技术下变得越来越频繁,已成为单粒子效应机理分析与理解的重点关注问题。(www.xing528.com)

本章主要针对单粒子翻转、单粒子瞬态、单粒子锁定、单粒子烧毁、单粒子栅击穿等现象,对半导体器件的敏感节点的电荷收集、单粒子翻转敏感性与特征尺寸关系、单粒子瞬态产生及传播、传播特性、温度效应、寄生结构等单粒子效应的物理机理进行了详细分析与介绍。

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