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束流在靶室中穿过碳膜由0°进入谱仪,照射在焦面上的二维位置灵敏探测器上,探测器可分别得到x2y二维位置谱及水平位置谱和垂直位置谱。
实验中,调整谱仪的主四极场B Q及第二多极的四极场B M2Q,束斑大小及形状很易改变,可得到7mm>Υ>50mm范围内任意大小的且均匀的束斑,注量率的大小可通过选取经碳膜后不同的电荷态来改变,这正是辐射效应实验中不同器件所要求的。
3 结论1)上述高剥离态离子加速、引出方法是可行的。
2)0°束谱仪焦面照射样品方法也是可行的。
由于用束时间及加速器状况的限制,真正的高剥离态离子束流的加速、引出尚未进行。
但从上面的实验结果很容易地推算出0°出射的高剥离态离子L ET值及射程R。
0°高剥离态127I 离子的能量、射程R及49°倾斜入射时的L ET值及均有明显的提高,这将大大扩展了H I213串列加速器在辐射效应研究领域的研究能力。
1118 单粒子效应实验的新进展李志常,李淑媛,姜 华,刘建成,唐 民1,赵洪峰2,曹 洲3(11航天科技集团五院北京511所;21航天科技集团五院北京502所;31航天科技信团五院兰州510所)2000年,核物理研究所Q3D小组分别与航天科技集团五院北京511、502所和兰州510所完成了两个实验。
这些实验不论在器件的新型号方面还是实验的技术方面都有了新的进展。
1 辐射效应研究国际上的最新研究动态表明:专家们除了对广泛用于现代卫星系统中的混合信号微电子器件,重点是模数转换器(ADC)仍然感兴趣外,精简指令集计算机(R ISC)器件、现场可编程门阵列(FPGA)及复合可编程逻辑器件(CPLD)等的试验也引起了广泛的注意,它们既包括辐射效应的研究,也包括辐射效应实验技术的发展。
精简指令集(R ISC)微处理器的某程型号器件是卫星技术发展需要所选取的研究器件,目的是进行飞行试验检测系统原理样机的研制和重离子辐射效应试验研究。
Buffer单元单粒子效应及其若干影响因素研究杜明;邹黎;李晓辉;邱恒功;邓玉良【摘要】基于标准0.13μm工艺使用Sentaurus TCAD软件采用3D器件/电路混合模拟方式仿真了buffer单元的单粒子瞬态脉冲。
通过改变重离子的入射条件，得到了一系列单粒子瞬态电流脉冲( SET)。
分析了LET值、入射位置、电压偏置等重要因素对SET峰值和脉宽的影响。
研究发现，混合模式仿真中的上拉补偿管将导致实际电路中SET脉冲的形状发生明显的变化。
%Based on standard 0. 13 μm technology mixed-mode simulations of heavy ion is introduced. The Single Event Transient( SET) on buffer cells is simulated by using device and circuit mixed mode of heavy ion. By changing the simulation conditions, a series of SET current pulse is obtained. On the analysis of the influence of several important factors,such as the linear energytransfer( LET) ,the incidence location and voltage bias on the SET pulse width and magnitude are executed. The results indicate the pull-up compensating MOSFETin practical circuit obviously to lead to a different SET pulse.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P186-189)【关键词】buffer;电荷收集;单粒子瞬态脉冲;TCAD仿真【作者】杜明;邹黎;李晓辉;邱恒功;邓玉良【作者单位】深圳市国微电子有限公司，广东深圳518057;深圳市国微电子有限公司，广东深圳518057;深圳市国微电子有限公司，广东深圳518057;深圳市国微电子有限公司，广东深圳518057;深圳市国微电子有限公司，广东深圳518057【正文语种】中文【中图分类】TN432随着工艺尺寸的缩减，单粒子效应引起CMOS集成电路的失效越来越严重。
单粒子瞬态效应
单粒子瞬态效应是指在微电子器件中，由于单个粒子的能量转移，导致器件输出信号的瞬时变化。
这种现象在现代半导体器件中越来越常见，尤其是在芯片集成度越来越高的情况下。
单粒子瞬态效应的出现主要是由于微观尺度下器件结构的敏感性。
当它受到高能粒子的撞击时，粒子的能量会被转移到器件中的电子，导致电子的能量增加，或者电子被激发到高能级状态。
这些现象会导致器件的输出信号瞬时变化，甚至引起故障。
单粒子瞬态效应的研究主要分为两个方面：一是对单个粒子的特性进行研究，如能量、轨迹、入射角度等；二是对器件的响应进行研究，如输出信号的幅度和时间特性等。
针对单粒子瞬态效应的研究，可以采用不同的方法进行。
一种常见的方法是利用加速器产生高能粒子，并将其辐射到器件上，通过对器件输出信号的分析，研究单粒子瞬态效应的特性。
另外，还可以利用模拟器件对单粒子瞬态效应进行仿真，以更好地理解该现象的机理和影响。
单粒子瞬态效应对微电子器件的稳定性和可靠性产生了很大的挑战。
在现代半导体器件中，采用了很多方法来抑制单粒子瞬态效应的影响，如加强器件结构的防护、增加器件电容等。
此外，还可以通过设计电路来减小单粒子瞬态效应对器件的影响。
尽管单粒子瞬态效应在微电子器件中带来了很多挑战，但也为微电子技术的进一步发展提供了很多机会。
通过对单粒子瞬态效应的深入研究，可以更好地理解微电子器件的特性和机理，为微电子领域的创新提供更加坚实的基础。
纳米电子学的十大难题1.分子电子整流器或分子电子晶体管为了增加密度并把纳米电子器件的工作温度提高到低温范围以上，必须在单分子那么大的尺度上制造纳米电子器件。
达到此目标的一个重要途径是设计与合成具有传导和控制电流或信号所必需的本征物理特性的单分子。
这条途径通常被称为分子电子学。
然而，迄今为止，已能正常工作的纳米尺度分子电子交换器件和放大器件（例如分子晶体管和分子量子点）还没有做出来，也没有演示过。
但是，一种已能正常工作的分子导线已被合成和测试。
正在攻克分子电子晶体管制造和测试难题的小组包括：詹姆斯·图尔和马克·里德小组以及普度大学的一个跨学科小组。
2.把分子晶体管和导线组装成可运转的电子器件即使知道如何制造分子晶体管和分子导线，但把这些元件组装成一个可以运转的逻辑结构仍是一个棘手的难题。
一种可能的途径是利用扫描隧道显微镜按照IBM苏黎世实验室最近演示过的一种方法把分子元件排列在一个平面上。
组装较大电子器件的另一种可能的途径是通过阵列的自组装。
普度大学的一个跨学科小组在这个方向上取得了惊人的进展。
3.纳米硅基量子异质结为了继续把固态电子器件缩小到纳米尺度，就必须构建纳米尺度的量子势阱。
为此，必须制造出很小很小的类似层状蛋糕的固体结构，其中不同层是由不同势能的不同半导体制成。
这些层状结构称为“半导体异质结”。
要可靠地在纳米尺度上制造出半导体异质结非常困难，而在纳米尺度上把硅化合物制造成半导体异质结就更难了。
但纳米电子学研究人员还是一致认为，这是固态电子器件继续迅速微型化这个趋势所必需的。
4.纳米尺度量子点电池和无线逻辑器件圣母大学的伦特教授和波罗教授提出的构建无线量子点计算机逻辑的设计理念对于制造纳米电子计算机来说是一个很有前途的创意。
然而，要成为一个实用的设计方案，还需制造出这种类型的纳米器件并对其进行测试。
在圣母大学微电子实验室的加里·伯恩斯坦教授的领导下，这个方面的工作正在进行中。
准备的问题1、了解下3维仿真混合模拟的具体操作，顺便了解下90nm Spice工艺库的情况和65nm建模的结构；(主要是看具体怎么调用Spice模型，还有90nm工艺库能不能给我们用，其次65nmMOS管各个掺杂浓度和具体的尺寸，如果可以的话建立多个MOS管在单个结构中的角度辐射问题)2、请教器件单粒子仿真遇到的有关不收敛问题，弄清楚我们这里仿真的时候特别慢的原因；看是否是分配的用户多了，他就分的内存小了，还是其他什么原因；3、就读阅的相关文献不懂的地方，提前找出，与各位老师，师兄请教；具体问题如下：1)针对O. A. Amusan的那篇“Charge Collection and Charge Sharing in a 130 nm CMOSTechnology”里面提到的去掉源极来分析双极放大效应是否正确；如果不正确，能否在仿真一下；2)了解一下双极放大作用的具体原理，如下图，弄清楚理论基础知识；3)如何实际的操作求出存储电路的临界LET值和临界电荷；4)针对硕士论文提到的恢复时间和反馈时间的概念不太懂，针对加固单元的基本原理向师兄请教，询问如何用蒙特卡洛Geant4软件仿真；5)请教一下工艺掺杂以及阱接触、衬底接触各方面的问题，包括如何构建N+埋层结构及接触掺杂；6)关于如何区分FWHM单粒子脉冲的宽度；7)保护环和其他的一些结构是如何掺杂的，和以前引入的是否一致；4、在国防科大仿真一下自己想要尽快研究的问题(如添加N+埋层与保护环结合的角度辐射模拟仿真，研究一下N阱内双极放大作用和电荷分享的机制，就各位老师和各位师兄发表的一些文章不懂的进行请教)；5、单粒子瞬态与其它单粒子引起的软错误的区别与联系；6、研究单粒子瞬态主要研究那几个方面，比如瞬态电流脉冲，电荷收集之类的；7、解决单粒子瞬态问题的关键是什么。
器件级，比如材料，结构等。
还是电路级；8、我们器件仿真时如何定义网格以便为我们定义铁电薄膜材料器件打下基础；9、请教有关单粒子多位翻转检测电路的相关知识；为我们以后建立的模型实际电路检测创建初步的知识；。
MOS器件单粒子效应机理及模型研究MOS器件单粒子效应机理及模型研究摘要：随着集成电路尺寸的不断缩小，MOS器件面临着单粒子效应的严重挑战。
本文通过对MOS器件单粒子效应的机理及模型进行研究，旨在揭示其产生的原因以及对器件性能的影响，并提出一种适用于MOS器件单粒子效应的模型。
1. 引言集成电路的不断发展使得器件尺寸越来越小。
然而，当尺寸缩小到纳米级别时，MOS器件面临严重的单粒子效应问题。
单粒子效应是指在器件中由于单个电子或离子的能量沉积而导致的电学性能变化，会对器件的可靠性和性能造成不良影响。
因此，对于MOS器件的单粒子效应机理及模型的深入研究具有极大的重要性。
2. 单粒子效应机理MOS器件单粒子效应的机理复杂并且多样化。
主要包括能量沉积、载流子发射、载流子捕获、电荷积累和噪声增益等各种效应。
这些效应之间相互交织，共同影响着器件的性能。
2.1 能量沉积当外部粒子（如光子或离子）进入MOS器件时，会引起能量的沉积。
这些能量沉积会导致电荷积累和电子温升，从而改变器件的电学性能。
2.2 载流子发射和捕获部分能量沉积在获得足够的能量后，将引发载流子的发射或捕获。
这些发射或捕获过程会改变MOS器件中的电荷分布和势垒形状，从而影响其性能。
2.3 电荷积累能量沉积导致的电荷积累是造成器件性能变化的重要因素之一。
电荷积累会改变MOS器件中的电场分布和电荷密度，从而影响阈值电压和亚阈值斜率等参数。
2.4 噪声增益能量沉积会产生局部电离区域，从而导致噪声增益的产生。
噪声增益会引发更多载流子的发射和捕获，进一步影响器件的性能。
3. 单粒子效应模型为了更准确地描述MOS器件单粒子效应，需要建立适用于其特性的模型。
目前常用的单粒子效应模型主要包括电荷积累模型和电场提高模型。
3.1 电荷积累模型电荷积累模型基于电荷输运理论，通过考虑能量沉积和电子传输过程，对MOS器件中电荷积累的变化进行建模。
该模型能够较好地描述电荷积累对器件的影响。
器件集成电路单粒子效应概论文章主要写的是芯片存储电路单粒子效应概论，对单粒子效应增加稳定性的方法在芯片存储电路中产生的效应及解决方法进行了调研，外部强磁环境中的高能粒子入射半导体材料时，其轨迹上淀积的电荷将被敏感节点收集，引发单粒子效应。
文章针对单粒子效应对电信号的危害，从单粒子效应的建模进行了深入探究。
文章主要对一些新型的解决方法给予论述：（1）SEU加固的存储单元结构。
（2）电荷共享收集以及对存储单元的影响。
完成了从逻辑设计、版图设计以及投片的完整流程。
标签：单粒子翻转；单粒子瞬态；绝缘体上硅；抗辐照加固Abstract：This paper mainly describes the introduction of single event effect in chip memory circuit，and investigates the effect and solution of single event effect in chip memory circuit to increase the stability of single event effect. When the high energy particles in the external strong magnetic environment are incident on the semiconductor material，the charge deposited on the track will be collected by the sensitive node，which will cause the single event effect. Aiming at the harm of single event effect to electrical signal，this paper makes a deep research from the modeling of single event effect. The paper mainly discusses some new solutions：（1）Memory cell structure strengthened by SEU；and （2）Charge-sharing collection and its effect on memory cells，in order to complete the complete process of logical design，layout design and casting.Keywords：single event upset；single event transient；silicon on insulator；radiation hardening引言由于長期探索宇宙，因其环境比较特殊，具有很强的磁场，进而使得对于集成电路有了更高的要求。
纳米级SRAM单粒子翻转效应及其诱导的软错误研究近年来随着我国航天科技不断攀升,对辐照环境应用微处理器的高可靠性需求越发迫切。
SRAM作为微处理器核心存储部件占用较大芯片面积,并且对辐照引发的单粒子翻转效应(SEU)极为敏感。
SEU诱导SRAM产生软错误后,能够导致微处理器不能正常工作,因此开展SRAM的SEU和软错误研究十分必要。
工艺尺寸进入纳米级后,集成电路器件间的电荷共享愈发严重,使得纳米级SRAM单元的SEU敏感性发生改变,导致已有多种加固方法失效。
同时,小尺寸SRAM单元中也产生了新的单粒子翻转恢复效应(SEUR),通过增强SEUR可降低SRAM的SEU敏感性。
基于三维堆叠技术的3D SRAM把传统SRAM 在垂直方向上进行堆叠,并使用TSV进行垂直互联,解决了传统SRAM遇到的诸多瓶颈,但处于辐照环境中的3D SRAM依然会受到SEU危害而产生软错误。
3D SRAM堆叠结构使SEU产生和传播更加复杂,进而增加了3D SRAM软错误分析的难度。
同时,三维堆叠技术使用的TSV会与入射单粒子发生碰撞,进而对3D SRAM软错误特性产生影响。
针对纳米级SRAM单元和3D SRAM中SEU和软错误的新特性,本文开展了相关研究并取得了以下几个方面的研究成果:(1)利用3D TCAD全器件模拟,研究电荷共享对纳米级SRAM单元SEU敏感特性的影响。
根据40nm商用SRAM单元版图,对单元内所有晶体管均建立3D TCAD器件模型。
然后分别在有/无电连接关系和不同LET条件下模拟得到SEU敏感面积。
模拟结果表明电荷共享可使PMOS的SEU敏感面积减小37.5%,使NMOS的SEU敏感面积减小65.1%。
通过深入分析不同条件下SEU敏感面积的差别,发现基于电荷共享的SEUR 可以减小PMOS的SEU敏感性,而开态PMOS通过帮助吸收沉积电荷并产生补偿电流来减小NMOS的SEU敏感面积。
此外,研究还表明SRAM单元中NMOS比PMOS更加敏感。
基于22nm FDSOI工艺的MOSFET和SRAM单粒子效应研究基于22纳米FDSOI工艺的MOSFET和SRAM单粒子效应研究摘要：单粒子效应是今天继续缩小尺寸和提高集成电路性能的主要威胁之一。
本文基于22纳米FDSOI工艺，研究了MOSFET和SRAM的单粒子效应，并对其产生的原因进行了分析。
通过实验和模拟的结合，我们发现MOSFET和SRAM的单粒子效应随着工艺尺寸的缩小而变得更加明显。
我们提出了几种方法来减小单粒子效应对集成电路性能的影响，包括改进材料、结构和工艺等方面。
引言：随着集成电路技术的发展，芯片的尺寸不断缩小，晶体管和静态随机存储器(SRAM)等器件的工作速度和性能得到了显著提高。
然而，随着尺寸的进一步缩小，单粒子效应逐渐成为影响芯片性能和可靠性的主要问题之一。
单粒子效应是指外界的高能粒子（如中子、光子等）撞击到器件中的个别晶体原子，从而激发电荷并导致电路错误的现象。
方法：本研究使用22纳米FDSOI工艺制备了MOSFET和SRAM样品，并利用离子束辐照技术模拟了高能粒子撞击的情况。
通过电流-电压曲线和透射电子显微镜等测试手段，对样品的电气特性和结构进行了分析。
同时，我们还使用Silvaco和SPICE等软件对电路和器件进行了仿真和分析。
结果与讨论：实验结果表明，22纳米FDSOI工艺制备的MOSFET和SRAM在受到高能粒子撞击时，会产生明显的电流突变和电路故障。
其中，MOSFET的阈值电压漂移和亚阈值摆幅增加是主要的单粒子效应之一。
而在SRAM中，高能粒子撞击可能引起不稳定的读出和写入误码，并导致数据丢失。
通过模拟和分析，我们发现MOSFET和SRAM的单粒子效应与工艺尺寸密切相关。
随着工艺尺寸的减小，器件的灵敏度和单粒子效应会显著增加。
此外，我们还发现材料缺陷和结构特征对单粒子效应的影响也非常显著。
为了减小单粒子效应对集成电路性能的影响，我们提出了几种方法。
首先，可以通过改进材料质量和减少缺陷密度来提高器件的抗单粒子效应能力。
引言单粒子效应研究是材料科学领域的一个重要研究方向，其在微电子器件、核电站安全等方面已经得到广泛应用。
随着计算机技术和数值仿真方法的不断进步，越来越多的研究者开始着眼于激光模拟的方法，以更加准确地预测单粒子效应的发生和影响。
本文将从单粒子效应和激光模拟方法两方面，对单粒子效应的激光模拟方法研究进展进行综述和分析，并对未来的研究方向进行展望。
一、单粒子效应简介单粒子效应，指的是当高能粒子（比如电子、质子或者中子）与半导体器件碰撞时，由于其能量过高会在半导体器件内部产生电离效应，从而引发器件的故障或者损坏现象。
该效应在微电子器件中具有严重的影响，因为微电子器件的尺寸普遍比较小，所以在微观尺度下，单粒子效应的发生使得器件的可靠性大大降低。
因此，单粒子效应研究成为微电子器件可靠性研究的重要内容之一。
二、激光模拟方法简介激光模拟是指通过计算机数值仿真的方式，模拟单粒子效应在半导体器件中的行为和产生的结果。
相比于基于实验的方法，激光模拟方法具有对实验参数的控制灵活性高，数据获取成本低，以及对器件性能的分析和优化等方面的优点。
目前，主要的激光模拟方法包括Monte Carlo 方法和分子动力学方法。
三、单粒子效应激光模拟方法的研究进展1. Monte Carlo 方法Monte Carlo 方法是一种概率统计方法，它通过对粒子在材料中的运动轨迹和与材料的相互作用进行统计，来模拟单粒子效应。
Monte Carlo方法的优点是可以考虑多个参数，比如入射粒子的能量、大小、夹角和不同的材料等，并且可以计算出粒子在材料内部的分布情况和电离效应的影响。
近年来，Monte Carlo 方法不断被应用于半导体器件的单粒子效应预测方面，比如利用该方法模拟快中子在CMOS 硅芯片上的扰动效应，同时对比不同工艺条件下的器件可靠性。
2. 分子动力学方法分子动力学方法是一种基于原子的模拟方法，它通过数值计算求解材料中原子的运动轨迹和相互作用力，来模拟单粒子效应。
