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Metodo di rafforzamento del layout
Jan 16, 2018

Con la diminuzione della dimensione del processo, anche lo spessore dello strato di ossido del dispositivo MOS di silicio di massa è più sottile. Pertanto, la deriva della tensione di soglia causata dall'effetto dose totale può essere ignorata. La perdita della regione di origine / perdita causata dall'effetto dose totale e dalla perdita dell'ossigeno sul campo può essere rinforzata solo dal progetto di layout. Alcuni specifici effetti a singola particella possono anche essere rinforzati mediante la progettazione del layout.


1.1 Metodo di rafforzamento del layout dell'effetto dose totale

Innanzitutto, la struttura del layout del dispositivo selezionabile è la struttura di un gate ad anello, come un esempio del tubo NMOS, come mostrato nella Figura 7. Nella Figura 7 (a), il terminale D rappresenta l'area di fine scarico del dispositivo. Il terminale S rappresenta l'area di fine sorgente del dispositivo, G è il gate del tubo NMOS, il blocco nero è il foro di contatto e la periferia è l'anello di protezione iniettato da P +. La struttura del layout, elimina i dispositivi MOS originali parassiti ai bordi del tubo, il dispositivo MOS non è percorso di perdita endogena / di scarico tra l'estremità e si unisce all'anello di protezione P +; dopo il NMOS tra diversi dispositivi elettronici a causa di perdite causate dall'effetto dose totale dello strato di ossido di campo sotto il risultato invertito, può il ruolo di assorbimento. La sezione longitudinale della sezione è mostrata nella Figura 7 (b). Dal profilo, possiamo vedere che a causa dell'isolamento della griglia, il tubo parassita laterale viene eliminato tra la sorgente / scarico del dispositivo e il percorso di perdita causato dall'effetto dose totale viene eliminato.

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Sebbene la struttura del gate dell'anello possa migliorare la perdita del tubo MOS sotto la condizione di irradiazione totale della dose, il rapporto W / L del tubo MOS è fortemente limitato e l'area è molto costosa dopo l'adozione del gate dell'anello. Il rapporto W / L minimo di un dispositivo MOS in una porta ad anello è 4: 1, ed è quasi impossibile usare questa struttura per ottenere una piccola proporzione o un tubo MOS invertito. Quando si incontra il tubo MOS inverso nella progettazione del layout anti radiazione, è possibile utilizzare la struttura del layout, come la figura 8. In questa struttura, il gate e l'ossido di gate vengono anche utilizzati per isolare le estremità di source e drain del tubo MOS, eliminando il tubo parassita del bordo esistente, eliminando così la perdita tra la sorgente e le estremità di drenaggio del dispositivo. L'anello P + viene anche utilizzato per isolare i dispositivi dai dispositivi circostanti, assicurando che non vi siano perdite tra i diversi dispositivi sotto la dose totale di radiazioni. La Figura 9 è una struttura di rinforzo del tubo MOS simile a un tubo proporzionale invertito. Nella struttura cellulare rinforzata, al fine di evitare la perdita nel campo causata dall'effetto dose totale, viene adottata una struttura del tubo PMOS simile per isolare il percorso di perdita tra le unità. Il principio è mostrato nella Figura 10. Questa struttura aggiunge la struttura di controllo del cancello in presenza di ossigeno. Quando viene applicata la tensione negativa della griglia, la carica positiva viene assorbita dal substrato, assorbendo così gli elettroni nel canale di dispersione causato dalle radiazioni, in modo che il canale di dispersione sia isolato dalla regione con cariche positive. Rispetto alla regione attiva P + che circonda la struttura di isolamento dell'anello è tradizionale, il progetto non solo elimina la regione attiva tra N + e regione attiva P + spaziatura minima richiesta dalle restrizioni della dimensione del processo, salva l'area unitaria, la serie di pompe di carica negativa può anche produrre una tensione negativa regolando la tensione di uscita, e quindi più negativa, in risposta alla quantità di perdita dovuta alla diversa dose di radiazioni causata da diversi.

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1.2 Rinforzo del layout dell'effetto Kun a particelle singole (tempra)

Con la dimensione del processo di restringimento, l'effetto dell'effetto di un singolo evento sui dispositivi non sarà limitato a un singolo nodo, ma condividerà anche la carica tra i nodi vicini. Il meccanismo di condivisione della carica ad effetto particellare è l'effetto di inclinazione del Kun (tempra). Ad esempio, nella progettazione della porta NAND, o logica di gate, spesso due versioni MOS in serie della struttura del tubo di immagine come mostrato nella Figura 11. Il circuito creato da questo layout è influenzato dall'effetto a singola particella e influenza la regione attiva del due tubi MOS, come mostrato nella Figura 12.

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Per ridurre l'esistenza di questo meccanismo di condivisione, due strutture di layout MOS in serie possono essere sostituite dalla struttura di Figura 13. Sotto l'influenza dell'effetto evento singolo, la struttura di layout isola la regione attiva condivisa di due tubi MOS, eliminando così l'esistenza del meccanismo di condivisione dei costi. Come mostrato nella Figura 14, l'affidabilità del dispositivo è migliorata.