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| 內容簡介： |
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本书主要介绍广泛存在的各种辐射对纳米CMOS器件及其电路的影响，涵盖了各种辐射环境分析、电离损伤机理研究、纳米器件的总剂量效应和单粒子效应的建模仿真、辐射效应对纳米电路的影响及辐照实验设计等，综合考虑器件特征尺寸缩减对辐射效应的影响，从器件、电路角度建模分析，给出了纳电子器件及其电路的辐射效应的分析方法和思路。本书对高"k”栅介质对纳米CMOS器件的辐射效应的影响、新兴的纳米FinFET及纳米线的辐射效应、器件级加固技术进行了分析和讨论，还给出了单粒子串扰的建模方法以及数字电路在单粒子效应下的软错误率评估方法。
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| 關於作者： |
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刘保军，男，山西灵丘人，博士，副教授，主要研究方向为微纳米电子器件与电路的辐射效应、可靠性评估等，任国内外多家期刊的编委和审稿专家。近年来，承担国家自然科学基金项目及其他重点项目20余项，发表论文60余篇。
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| 目錄：
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目录
第1章绪论1
1.1引言1
1.2辐射环境4
1.3单粒子效应6
1.3.1高能粒子的电离损伤机理6
1.3.2单粒子效应理论及建模8
1.3.3功率器件的单粒子效应11
1.3.4可靠性评估与加固技术13
1.4总剂量效应15
1.4.1体硅器件的总剂量效应15
1.4.2SOI器件的总剂量效应16
1.5本章小结17
参考文献17
第2章基本物理模型和仿真工具29
2.1Sentaurus TCAD仿真软件介绍29
2.1.1软件框架29
2.1.2FD-SOI器件仿真的物理模型32
2.2Silvaco TCAD仿真软件介绍34
2.3基本物理模型36
2.3.1基本的半导体方程36
2.3.2载流子统计模型38
2.3.3载流子复合模型39
2.3.4迁移率模型39
2.3.5碰撞电离模型40
2.3.6单粒子效应模型41
2.3.7量子效应模型41
2.4物理模型参数设置实例42
2.5本章小结43
参考文献43
第3章高能粒子入射材料的损伤机理45
3.1LET的简化计算45
3.1.1基本理论46
3.1.2基于双指数模型的LET48
3.1.3基于高斯-对数模型的LET51
3.1.4射程及布拉格峰值的计算54
3.1.5不同形式LET之间的转换61
3.2重离子在任意材料中的径向剂量62
3.2.1计量单位63
3.2.2径向剂量的分布模型63
3.2.3垂直入射电子的能量耗散65
3.2.4仿真及分析66
3.3材料吸收剂量的计算68
3.3.1描述辐射场的物理量68
3.3.2单向平行辐射场中物质吸收剂量的计算69
3.3.3一般辐射场中物质吸收剂量的计算69
3.4本章小结72
参考文献73
第4章纳米CMOS器件的总剂量效应及加固技术76
4.1FD-SOI器件结构76
4.2FD-SOI器件氧化层的电荷俘获78
4.2.1氧化层电荷俘获模型78
4.2.2偏置条件对氧化层电荷俘获的影响80
4.3FD-SOI器件的总剂量效应81
4.3.1对阈值电压的影响84
4.3.2对关态漏电流和跨导的影响85
4.3.3界面陷阱对亚阈值摆幅的影响89
4.4FD-SOI器件总剂量效应的影响因素89
4.4.1埋氧层厚度的总剂量增强效应90
4.4.2外延层厚度的影响92
4.5FD-SOI器件总剂量效应加固技术95
4.5.1浮体FD-SOI器件的背栅偏置加固方法95
4.5.2体接触FD-SOI器件的总剂量效应100
4.5.3基于体接触偏置的加固方法104
4.6纳米线晶体管总剂量效应及加固技术107
4.6.1器件结构108
4.6.2环栅纳米线晶体管的屏蔽效应108
4.6.3界面陷阱112
参考文献114
第5章SiC功率VDMOSFET的单粒子效应及加固技术116
5.1失效机理116
5.1.1SEB失效机理116
5.1.2SEGR失效机理117
5.2VDMOSFET结构与特性118
5.2.1器件工作原理与结构118
5.2.2基本特性120
5.34H-SiC和6H-SiC VDMOSFET的单粒子效应120
5.3.1SEB的仿真与分析121
5.3.2SEGR的仿真与分析126
5.4晶圆各向异性对4H-SiC VDMOSFET的单粒子效应的影响128
5.4.14H-SiC晶格结构与各向异性模型128
5.4.2晶圆各向异性对SEB的影响130
5.4.3晶圆各向异性对SEGR的影响133
5.54H-SiC半超结VDMOSFET的单粒子效应133
5.5.1半超结VDMOSFET的结构与特性134
5.5.2半超结VDMOSFET的单粒子效应仿真与分析137
5.5.3电荷失配对半超结VDMOSFET性能的影响141
5.64H-SiC半超结VDMOSFET的单粒子效应加固技术146
5.6.1高k栅介质HfO2对器件单粒子效应的影响147
5.6.2加固结构的提出150
5.6.3BAL参数变化对器件的单粒子效应的影响152
5.7本章小结159
参考文献160
第6章纳米CMOS器件的单粒子效应及加固技术163
6.1纳米CMOS器件的单粒子效应163
6.1.1单粒子效应的电路模拟163
6.1.2电路模拟的影响因素分析165
6.2数据读出接口电路的单粒子效应及加固方法171
6.2.1数据读出接口电路的设计171
6.2.2SEE敏感结点分析172
6.2.3数据读出接口电路的SEE临界电荷172
6.2.4入射时间和技术节点对SEE的影响173
6.2.5局部晶体管尺寸调整加固175
6.2.6负载电容加固176
6.2.7理想的抗辐射加固设计思路177
6.3纳米FinFET的单粒子效应及加固技术178
6.3.1模型的建立179
6.3.2不同栅介质器件的单粒子效应179
6.3.3影响因素分析及加固技术181
6.4本章小结187
参考文献187
第7章单粒子效应对纳米CMOS电路的影响190
7.1单粒子串扰建模分析190
7.1.1导纳的基本理论191
7.1.2SET的等效电路193
7.1.3两线间单粒子串扰解析模型194
7.1.4多线间串扰效应建模分析204
7.2单粒子瞬态的传播特性分析214
7.2.1逻辑遮掩效应214
7.2.2电气遮掩效应215
7.2.3窗口锁存遮掩效应216
7.3密勒效应和耦合效应对单粒子瞬态的影响217
7.3.1不同布线结构的耦合效应217
7.3.2密勒效应和耦合效应对SET影响的定性分析222
7.3.3判别SET的新标准224
7.3.4密勒效应和耦合效应对SET延时的影响225
7.3.5温度和技术节点对SET的影响226
7.4本章小结228
参考文献228
第8章纳米CMOS电路在单粒子效应下的可靠性评估231
8.1逻辑电路在单粒子翻转下的可靠性评估231
8.1.1概率转移矩阵的基本理论232
8.1.2基于PTM的可靠性评估方法233
8.1.3可靠性估计及分析234
8.1.4串扰效应对可靠性的影响237
8.2数字电路在单粒子瞬态下的可靠性评估239
8.2.1SET电压的多状态系统240
8.2.2通用产生函数241
8.2.3可靠性评估算法242
8.2.4遮掩和串扰效应对可靠性的影响242
8.2.5可靠性评估及分析244
8.3基于蒙特卡罗的电路可靠性评估246
8.3.1MC评估模型的建立246
8.3.2模型的验证及分析248
8.3.3SET脉冲宽度的影响分析249
8.3.4遮掩效应和多SET的影响分析249
8.4本章小结251
参考文献252
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