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『簡體書』纳米体硅CMOS工艺逻辑电路单粒子效应研究

書城自編碼: 3569618
分類: 簡體書→大陸圖書→教材研究生/本科/专科教材
作者: 陈荣梅
國際書號(ISBN): 9787302557470
出版社: 清华大学出版社
出版日期: 2020-11-01

頁數/字數: /
書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:NT$ 414

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編輯推薦:
《纳米体硅CMOS工艺逻辑电路单粒子效应研究》的作者陈荣梅主要从事集成电路的辐射效应,碳纳米管互连线和晶体管的集成工艺、物理分析和电路建模与设计的研究工作,其研究成果得到国际知名专家和同行的高度认可。本书深入研究了纳米体硅CMOS工艺逻辑电路中单粒子效应的产生与传播受电路工作电压、频率和版图结构这些电路内在因素以及温度和总剂量两种空间环境变量的影响规律及其机理,可供相关领域的研究人员深度阅读。
內容簡介:
空间辐射环境对宇航电子系统构成严峻的可靠性威胁。纳米集成电路具有高性能、高集成度等优点,是未来宇航电子系统的必然选择。《纳米体硅CMOS工艺逻辑电路单粒子效应研究》深入研究纳米体硅CMOS工艺逻辑电路中单粒子效应的产生与传播受电路工作电压、频率和版图结构这些电路内在因素以及温度和总剂量两种空间环境变量的影响规律及其机理。
關於作者:
陈荣梅先后于2012年和2017年在清华大学取得本科和博士学位,现在法国国家科学院从事博士后研究。主要从事集成电路的辐射效应,碳纳米管互连线和晶体管的集成工艺、物理分析和电路建模与设计的研究。截止到目前在IEEE Transactions on Nuclear Science, Microelectronics, IEEE Transactions on Nanotechnology 等知名期刊上发表了近十篇论文,其中一作六篇。还有三篇文章在IEEE Transactions on Electron Devices上审稿。多次参加国际知名会议,并在集成电路辐射效应顶级会议NSREC和RADECS上做了数次口头报告,研究成果得到国际知名专家和同行的高度认可。
目錄
第1章绪论
1.1课题背景和意义
1.2空间辐射环境
1.3逻辑电路的辐射效应
1.3.1单粒子效应和总剂量效应
1.3.2逻辑电路的单粒子效应
1.4国内外研究现状
1.4.1纳米逻辑电路SEU软错误传播规律
1.4.2版图结构对纳米逻辑电路SET影响
1.4.3总剂量效应对纳米逻辑电路SEE影响
1.4.4温度对纳米逻辑电路SEE影响
1.5本书的目标和研究内容

第2章纳米逻辑电路SEU软错误传播规律的研究
2.1本章引论
2.2逻辑电路SEU传播模型分析和仿真验证
2.2.1现有的逻辑电路SEU传播模型分析
2.2.2现有的逻辑电路SEU传播模型仿真验证
2.2.3改进的逻辑电路SEU传播模型
2.3改进的逻辑电路SEU传播模型的实验验证
2.3.1电路设计和实验方法
2.3.2实验结果和讨论
2.4改进的逻辑电路SEU传播模型的应用
2.4.1触发器SEU软错误的加固策略
2.4.2逻辑电路SEE软错误动态截面评估
2.5单粒子软错误传播规律的影响因素
2.5.1电路设计
2.5.2组合逻辑延迟时间的影响
2.5.3入射粒子LET的影响
2.5.4触发器抗SEU性能的影响
2.5.5逻辑电路单粒子软错误截面的预测
2.6本章小结

第3章版图结构对纳米逻辑电路SET影响的研究
3.1本章引论
3.2电路设计和实验方法
3.2.1电路设计
3.2.2实验方法
3.3实验结果和讨论
3.3.1SET脉冲宽度测量精度和测量下限的标定
3.3.2SET脉冲宽度展宽因子的标定
3.3.3重离子垂直入射实验结果和分析
3.3.4重离子斜入射实验结果和分析
3.3.5激光微束单粒子效应实验结果和分析
3.3.6对比分析和讨论
3.4本章小结

第4章总剂量对纳米逻辑电路SEE影响的研究
4.1引言
4.2实验方法
4.3总剂量致静态漏电流变化
4.4总剂量对逻辑电路SEU的影响
4.4.1实验结果
4.4.2实验结果讨论
4.5总剂量对逻辑电路SET的影响
4.5.1实验结果
4.5.2实验结果讨论
4.6本章小结

第5章温度对纳米逻辑电路SEE的影响
5.1引言
5.2电路设计和实验方法
5.2.1电路设计
5.2.2实验方法
5.3温度对逻辑电路SEU的影响
5.3.1实验结果
5.3.2实验结果讨论
5.4温度对逻辑电路SET的影响
5.4.1实验结果
5.4.2实验结果讨论
5.5本章小结

第6章总结与展望
6.1研究总结
6.2本书创新点
6.3需进一步开展的研究

参考文献

在学期间发表的相关学术论文

相关研究成果

致谢



Contents
Chapter 1Introduction
1.1Research Background
1.2Radiation Environment in Space
1.3Radiation Effects of Logic Circuit
1.3.1SingleEvent Effect and TID Effect
1.3.2SingleEvent Effect of Logic Circuit
1.4State of the Art of the Research
1.4.1SEU Propagation Principle in NanoLogic
Circuit
1.4.2Impact of Layout Structure on SET of
NanoLogic Circuit
1.4.3Impact of TIE Effect on SEE of NanoLogic
Circuit
1.4.4Impact of Temperature on SEE of NanoLogic
Circuit
1.5Rearch Content and Goals of This Book
Chapter 2Research of SEU Propagation Principle in NanoLogic Circuit
2.1Introduction
2.2Analysis and Simulation Demonstration of SEU
Propagation Model of Loigic Circuit
2.2.1Analysis of Current SEU Propagation Model
2.2.2Simulation Demonstration of Current SEU
Propagation Model
2.2.3Proposed SEU Propagation Model
2.3Experimental Demonstration of Proposed SEU
Propagation Model
2.3.1Circuit Design and Methodology
2.3.2Experimental Restuls and Discussion
2.4Applications of the Proposed SEU Propagation Model
2.4.1Hardening Strategies for FlipFlop SEU
Soft Error
2.4.2SEE Soft Errors Dynamic Cross Section
Evaluation for Logic Circuit
2.5SingleEvent Soft Error Propagation Impacting Factors
2.5.1Circuit Design
2.5.2Impact from Combinational Logic Delay Time
2.5.3Impact from Injecting Particle LET
2.5.4Impact from SEU Resistent Capability of
FlipFlop
2.5.5SingleEvent Soft Error Cross Section Prediction
2.6Conclusion
Chapter 3Research of the Impact of Layout Structure on SET of
NanoLogic Circuit
3.1Introduction
3.2Circuit Design and Experimental Methodology
3.2.1Circuit Design
3.2.2Experimental Methodology
3.3Experimental Results and Discussion
3.3.1Clibration of SET Pulse Width Measurement
Resolution and LowerLimit
3.3.2Calibration of SET Pulse Width Broadening
Factor
3.3.3Heavy Ion Vertical Injection Experimental
Results and Analysis
3.3.4Heavy Ion Tilted Injection Experimental
Results and Analysis
3.3.5Pulsed Laser Experimental Results and Analysis
3.3.6Comparions and Discussion
3.4Conclusion
Chapter 4Research of Impact of TIE Effect on SET of
NanoLogic Circuit
4.1Introduction
4.2Experimental Methodology
4.3TID Induced Static Leakage Current Variation
4.4Impact of TID on SEU of Logic Circuit
4.4.1Experimental Results
4.4.2Results Discussion
4.5Impact of TID on SET of Logic Circuit
4.5.1Experimental Results
4.5.2Results Discussion
4.6Conclusion
Chapter 5Research of the Impact of Temperature on SEU of
NanoLogic Circuit
5.1Introduction
5.2Circuit Design and Experimental Methodology
5.2.1Circuit Design
5.2.2Experimental Methodology
5.3Impact of Temperature on SEU of NanoLogic Circuit
5.3.1Experimental Results
5.3.2Results Discussion
5.4Impact of Temperature on SET of NanoLogic Circuit
5.4.1Experimental Results
5.4.2Results Discussion
5.5Conclusion
Chapter 6Conclusion and Perspectives
6.1Conclusion of This Book
6.2Innovations in This Book
6.3Interesting Future Research
References
Related Publications During the PhD
Related Research Achievements
Acknowledgement
內容試閱
导师序言
电子器件空间辐射效应是影响航天器在轨长期可靠运行的重要因素之一。航天器运行所处的环境存在大量的质子、重离子、电子等高能射线粒子,这些粒子会在航天器电子器件中产生单粒子效应、总剂量效应、位移损伤等辐射效应,引起电子系统性能下降、状态改变甚至功能失效,影响航天器在轨稳定运行和寿命。据统计,因各类辐射效应引起的航天器故障占总故障的45%左右,居航天器各类故障之首。长期以来,辐射效应机理和抗辐射加固技术研究一直是航天大国和核大国研究的重点问题。
未来航天器对功能和性能的要求越来越高,这就对高可靠、高集成度、高性能、低功耗电子器件提出了强烈的需求,采用更高性能的抗辐射加固纳米集成电路是必然趋势。纳米集成电路在材料、工艺和结构等方面表现出许多新的特点,工艺节点缩小、集成电路晶体管密度提高、工作电压降低、工作频率增加等变化给空间辐射效应和抗辐射加固技术研究带来了许多新的挑战。
在这样的研究背景下,作者结合当前和未来的纳米集成电路辐射效应的研究热点与难点单粒子效应,在清华大学、西北核技术研究所、美国范德堡大学等辐射效应研究平台上,开展了纳米集成电路设计和辐射效应仿真,在中芯国际集成电路制造有限公司、联华电子公司进行先进工艺节点的芯片流片,基于中国原子能科学研究院、中国科学院近代物理研究所和美国劳伦斯伯克利实验室重离子加速器开展了重离子实验,分析了集成电路工作电压、频率、电路结构,以及温度、总剂量等因素对单粒子效应的影响,得到了许多创新性的研究成果,对认识纳米集成电路单粒子效应机理和抗辐射加固提供了重要技术支撑。
该研究获得了国家自然科学基金重大项目(纳米器件辐射效应机理及模拟试验关键技术,项目编号: 11690040)的支持。作者在研究过程中,得到了国际知名专家IEEE会士,辐射效应领域权威Daniel Fleetwood和Bhurat Bhuva等教授的具体指导。作者的研究成果基于65nm和40nm逻辑电路单粒子效应评估与加固技术,获得了20162017年度全国辐射物理十大科技创新奖。
本书可供从事纳米集成电路辐射效应、特别是单粒子效应的科研人员,抗辐射集成电路设计的工程师深入阅读,不仅可以了解当前纳米集成电路单粒子效应的研究热点和难点,亦可引领读者思考纳米集成电路单粒子效应的未来发展趋势及应对方法。

陈伟
研究员西北核技术研究所2019年5月27日

 

 

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