Sense-Switch型FLASH器件单粒子辐射效应及损伤机理的研究开题报告

1. 研究目的与意义

浮栅型flash技术主要应用于可重构的编程逻辑电路、非易失性存储器，其是反熔丝工艺技术的下一代主流技术，其军事应用领域主要是航天和航空领域，包括基于海、陆、空的军用系统、雷达、指挥与控制，以及导航系统，这主要得益于浮栅型flash器件的诸多优势，如可重构性、低功耗、高密度、高安全性、固件错误 (firm-error) 免疫性等。

而随着我国航天、航空、船舶、雷达、战略导弹、电子对抗、通信领域等各大重点工程要求电子系统向多功能、高性能、高可靠、小型化、薄型化、低功耗方向发展，对军用高可靠性、抗辐射非易失的flash型存储器和可编程逻辑器件需求越为突出。

为了突破抗辐照浮栅型flash关键技术，对其件sence-switch型flash器件在空间环境单粒子辐射效应及其损伤机理的研究非常必要。

2. 课题关键问题和重难点

1.空间辐射单粒子效应。

空间应用的集成电路受到辐射效应的影响,会出现瞬态干扰、数据翻转、性能退化、功能失效甚至彻底毁坏等问题。

我们需要对这种效应进行处理，目前可以采取抗辐射加固的方法加以防范。

3. 国内外研究现状（文献综述）

在2016年唐琰团队发表的《无结器件的单粒子辐射效应》一文中，作者介绍了一种新型沟道非均匀掺杂的双栅无结金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。

并且通过仿真软件对不同沟道掺杂浓度(nsc)的沟道非均匀掺杂双栅无结mosfet和传统双栅无结mosfet进行了电特性与单粒子辐射效应对比研究,仿真结果表明,新型双栅无结mosfet的电学特性在抗单粒子辐射方面具有优良的性能, 同时还可以降低寄生三极管效应对器件的影响。

在2016年巨艇团队发表的《基于130nm cmos工艺抗单粒子翻转和单粒子瞬态加固技术研究》一文中，作者团队首先分析了几种典型的加固技术,并从触发器的电路结构和物理版图出发,提出了一种基于130nm cmos工艺抗单粒子翻转和单粒子瞬态脉冲的触发器单元加固设计方法。

4. 研究方案

单粒子效应是指单个高能粒子穿过微电子器件的灵敏区时造成器件状态的非正常改变的一种辐射效应，包括单粒子翻转、单粒子锁定、单粒子烧毁、单粒子栅击穿等。

这种效应对Sence-Switch型FLASH器件的正常工作有巨大的影响，方案讨论了特征尺寸的缩小对单粒子辐射效应的影响,提出了利用交叉隔离和错误猝熄的方法改进传统存储单元的加固性能,通过对空间环境单粒子辐射效应及其损伤机理的研究，对比Sence-switch型flash器件和传统型flash器件对空间环境单粒子辐射效应的差别,看是否抗单粒子辐射方面具有优良的性能,在受到单粒子辐射时,是否能有效降低沟道内电子-空穴对的产生概率,漏极电流与收集电荷都低于传统无结器件,能否降低寄生三极管效应对器件的影响。

5. 工作计划

第 1 周 接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关文献资料，列出阶段实施计划；第 2 周 阅读相关资料，理解有关内容；第 3 周 翻译相关英文资料，提出拟完成本课题的方案，写出相关开题报告一份；第 4 周 查阅有关资料；第 5 周 准备期中检查；第 6-10周 整理、撰写毕业论文，提交论文初稿；第11周 规范化检查，评阅教师评阅论文；第12周 制作完善答辩ppt，参加答辩。