亚20nm FinFET SRAM工艺涨落对单粒子翻转特性的影响
作者:
作者单位:

1.国防科技大学 计算机学院, 湖南 长沙 410073 ; 2.国防科技大学 先进微处理器芯片与系统重点实验室, 湖南 长沙 410073 ; 3.湖南大学 电气与信息工程学院, 湖南 长沙 410082

作者简介:

孙乾(1995—),男,山东枣庄人,博士研究生,E-mail:sunqian18@nudt.edu.cn

通讯作者:

中图分类号:

TN405

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(62174180);湖南省研究生科研创新项目资助项目(CX20220005)


Process fluctuation influence on single event upset in sub-20 nm FinFET SRAM
Author:
Affiliation:

1.College of Computer Science and Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073 , China ; 2.Key Laboratory of Advanced Microprocessor Chips and Systems, National University of Defense Technology, Changsha 410073 , China ; 3.College of Electrical and Information Engineering, Hunan University, Changsha 410082 , China

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    摘要:

    为了探究工艺涨落对亚20纳米鳍式场效应晶体管(fin field-effect transistor,FinFET)工艺静态随机存储器(static random-access memory, SRAM)单粒子翻转特性的影响,通过建立与商用工艺接近的高精度三维计算机辅助工艺设计模型,对不同工艺角下FinFET SRAM的单粒子翻转特性进行仿真。仿真结果显示,FinFET工艺SRAM的单粒子翻转阈值在不同的工艺角变化下产生微小波动,且敏感位置都在N型金属氧化物半导体上。为了明确具体的工艺参数涨落对单粒子翻转阈值的影响,对鳍的厚度、鳍的高度、栅氧厚度、功函数波动造成的单粒子翻转特性的影响进行研究。仿真结果表明,前两种因素对翻转阈值未产生影响,后两种因素对翻转阈值造成了微小的波动。首次发现工艺涨落对FinFET SRAM单粒子翻转阈值的影响大幅降低,该发现对研制高一致性的抗辐射宇航用集成电路具有重要意义。

    Abstract:

    To investigate the process fluctuation influence on SRAM(static random-access memory) single event upset in sub-20 nm FinFET(fin field-effect transistor) process, a high precision three dimensional technology computer-aid design model based on commercial process fluctuations was established, then simulated to find the FinFET SRAM single event upset threshold under different process corners. The simulation results show that the FinFET SRAM upset threshold has less variation induced by process corner fluctuation. Meanwhile, the sensitive positions of SRAM are on the N-complementary metal oxide semiconductor. Then, to understand the the impact of specific process parameter fluctuations on the single event upset threshold, the process fluctuation factor impact on single event upset was discussed, including fin width, fin height, the oxide thickness and the work function fluctuation. The simulation results show that the first two factors did not affect the upset threshold, while the latter two factors caused slight fluctuations in the upset threshold. Significant reduction in the impact of process fluctuations on FinFET SRAM single event upset threshold is firstly found, which is of great significance for the development of highly consistent radiation hardened aerospace integrated circuits.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

孙乾, 郭阳, 梁斌, 等. 亚20 nm FinFET SRAM工艺涨落对单粒子翻转特性的影响[J]. 国防科技大学学报, 2025, 47(6): 264-273.

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  • 收稿日期:2024-01-04
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  • 在线发布日期: 2025-12-02
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