研究3D TCAD技术在分析辐照对各种基于环FET的SRAM电路影响中的应用

《Scientific Reports》：Investigating the impact of irradiation on various ringFET-based SRAM circuits using 3D TCAD

　　

摘要

静态随机存取存储器（SRAM）中的单事件干扰（SEU）可能会破坏存储的指令、数据或配置位，从而导致逻辑故障、系统挂起或系统重置。因此，研究单事件效应对于开发具有抗SEU能力的强大内存架构至关重要。在本研究中，通过3D技术计算机辅助设计（TCAD）模拟分析了无结轻掺杂漏极（LDD）和埋氧层LDD（BOX-LDD）环形场效应管的直流特性。与无结和传统LDD环形场效应管架构相比，BOX-LDD环形场效应管具有更好的直流性能。基于这些器件构建的6T SRAM单元的功能已得到验证，同时对其读、写和保持状态的静态噪声容限进行了评估，以判断各架构的内存稳定性。此外，还研究了采用内漏极和外漏极结构、在辐射环境下的这类SRAM单元表现。实验结果表明，采用内漏极结构的SRAM单元比外漏极结构的具有更高的临界剂量耐受度。另外，基于BOX-LDD环形场效应管的SRAM在辐射环境下的抗干扰能力也显著强于基于无结和传统LDD环形场效应管的SRAM。在所有研究的结构中，采用内漏极设计的BOX-LDD环形场效应管SRAM具有最高的临界剂量耐受度，这表明其在航空航天及太空电子等高辐射环境中的内存应用具有很大潜力。