亚20纳米FinFET SRAM存储器工艺涨落对单粒子翻转特性的影响
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1.国防科技大学 计算机学院,国防科技大学 计算机学院 先进微处理器芯片与系统重点实验室;2.国防科技大学 计算机学院,国防科技大学 计算机学院 先进微处理器芯片与系统重点实验室;3.国防科技大学 计算机学院,国防科技大学 计算机学院 先进微处理器芯片与系统重点实验室;4.国防科技大学 计算机学院,国防科技大学 计算机学院 先进微处理器芯片与系统重点实验室;5.湖南大学 电气与信息工程学院;6.6.国防科技大学 计算机学院,国防科技大学 计算机学院 先进微处理器芯片与系统重点实验室;7.7.国防科技大学 计算机学院,国防科技大学 计算机学院 先进微处理器芯片与系统重点实验室;8.8.国防科技大学 计算机学院,国防科技大学 计算机学院 先进微处理器芯片与系统重点实验室;9.9.国防科技大学 计算机学院,国防科技大学 计算机学院 先进微处理器芯片与系统重点实验室;10.10.国防科技大学 计算机学院,国防科技大学 计算机学院 先进微处理器芯片与系统重点实验室;111.国防科技大学 计算机学院,国防科技大学 计算机学院 先进微处理器芯片与系统重点实验室;12.12.湖南大学 电气与信息工程学院

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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(CX20220005)


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

    为了探究工艺涨落对亚20纳米FinFET工艺SRAM存储器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TCAD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NMOS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。本文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 invesitage the process fluctuation influence on SRAM single event upset in sub-20 nm FinFET process, this paper builds a high precision three dimentional SRAM TCAD model based on commercial process variation, then simulates to find the SRAM single event upset threshold. The simulation results show that the SRAM upset threshold has less fluctuation induced by process corner variation. Meanwhile, the sensitive posision of SRAM is the NMOS drain node. Then, to understand the detailed process influence, this paper discusses the process factor fluctuations impact on single event upset, including fin width, fin height, oxide thickness and work function fluctuation. The simulation results show that fin width and height do not influence the upset threshold, while oxide thickness and work function influence it. This paper firstly finds that the process fluctuation plays less role in FinFET, which provides detailed investigation for high consistent radiation hardened integrated circuit designs.

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  • 收稿日期:2024-01-04
  • 最后修改日期:2024-04-09
  • 录用日期:2024-04-10
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