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Stärkung der Layout-Methode
Jan 16, 2018

Mit der Abnahme der Prozessgröße ist auch die Dicke der Oxidschicht der Silizium-MOS-Baueinheit dünner. Daher kann die Schwellspannungsdrift, die durch den Gesamtdosiseffekt verursacht wird, ignoriert werden. Die durch den Gesamtdosis-Effekt und die Leckage des Feldsauerstoffs verursachte Leckage des Source / Leckage-Bereichs kann nur durch den Layout-Entwurf verstärkt werden. Einige spezifische Einzelpartikeleffekte können auch durch Layout-Design verstärkt werden.


1.1 Verstärkungsmethode des Gesamtdosis-Effekt-Layouts

Zuerst ist die Struktur des auswählbaren Vorrichtungslayouts die Struktur eines Ringgates als ein Beispiel der NMOS-Röhre, wie in 7 gezeigt. In 7 (a) repräsentiert der D-Anschluss den Drain-Endbereich der Vorrichtung. Der S-Anschluss repräsentiert den Source-Endbereich der Vorrichtung, G ist das Gate der NMOS-Röhre, der schwarze Block ist das Kontaktloch und der Umfang ist der Schutzring, der durch P + injiziert wird. Die Layout-Struktur, beseitigt die parasitären ursprünglichen MOS-Geräte an den Rändern der Röhre, die MOS-Gerät ist nicht endogenen / Drain-Leckpfad zwischen Ende und der P + Schutzring verbunden; nach dem NMOS zwischen verschiedenen elektronischen Geräten aufgrund von Leckage durch die Gesamtdosis Wirkung der Feldoxidschicht unter dem invertierten Ergebnis verursacht, kann die Rolle der Absorption. Der Längsschnitt des Abschnitts ist in 7 (b) gezeigt. Aus dem Profil können wir sehen, dass aufgrund der Isolation des Gitters die parasitäre Seitenröhre zwischen der Source / dem Drain der Vorrichtung eliminiert ist und der durch den Gesamtdosiseffekt verursachte Leckpfad eliminiert ist.

8.png

Obwohl die Ring-Gate-Struktur das Lecken der MOS-Röhre unter der Gesamtdosis-Bestrahlungsbedingung verbessern kann, ist das W / L-Verhältnis der MOS-Röhre stark eingeschränkt und die Fläche ist nach dem Annehmen des Ring-Gate sehr teuer. Das minimale W / L-Verhältnis einer MOS-Vorrichtung in einem Ringgate ist 4: 1, und es ist nahezu unmöglich, diese Struktur zu verwenden, um einen kleinen Anteil oder eine invertierte MOS-Röhre zu erzielen. Wenn die inverse MOS-Röhre in dem Design des Anti-Strahlungs-Layouts angetroffen wird, kann die Layout-Struktur, wie beispielsweise 8, verwendet werden. Bei dieser Struktur werden das Gate und das Gateoxid auch dazu verwendet, die Source- und Drain-Enden der MOS-Röhre zu isolieren, wodurch die vorhandene parasitäre Randröhre eliminiert wird, wodurch der Leckstrom zwischen den Source- und Drain-Enden der Vorrichtung eliminiert wird. Der P + Ring wird auch verwendet, um die Geräte von den umgebenden Geräten zu isolieren, um sicherzustellen, dass zwischen den verschiedenen Geräten unter der Gesamtdosisstrahlung keine Leckage auftritt. Fig. 9 ist eine MOS-Rohrverstärkungsstruktur ähnlich einer invertierten proportionalen Rohrleitung. In der verstärkten Zellenstruktur wird, um das durch den Gesamtdosiseffekt verursachte Lecken im Feld zu vermeiden, eine ähnliche PMOS-Rohrstruktur verwendet, um den Leckpfad zwischen den Einheiten zu isolieren. Das Prinzip ist in 10 gezeigt. Diese Struktur fügt eine Gate-Kontrollstruktur in Gegenwart von Sauerstoff hinzu. Wenn eine negative Gitterspannung angelegt wird, wird positive Ladung von dem Substrat absorbiert, wodurch die Elektronen in dem Leckkanal absorbiert werden, die durch Strahlung verursacht werden, so dass der Leckkanal von dem Bereich mit positiven Ladungen isoliert ist. Verglichen mit der P + aktiven Region umgebenden Ring Isolation Struktur ist traditionell, der Entwurf nicht nur eliminiert die aktive Region zwischen N + und P + aktiven Bereich minimalen Abstand durch Prozessgrößeneinschränkungen erforderlich, sparen die Einheit Fläche, negative Ladung Pumpenreihe kann auch negative Spannung durch zu erzeugen Einstellung der Ausgangsspannung, und damit negativer, in Abhängigkeit von der Menge der Leckage aufgrund der unterschiedlichen Strahlendosis verursacht durch unterschiedliche.

9.png

1.2 Layoutverstärkung des Einzelpartikel-Kun-Effekts (Quenchen)

Mit der Größe des Schrumpfprozesses wird der Effekt eines Einzelereigniseffekts auf Vorrichtungen nicht nur auf einen einzelnen Knoten beschränkt, sondern teilt auch die Ladung zwischen benachbarten Knoten. Der Ladungsteilungsmechanismus für einzelne Teilchen ist der Kun-Kippeffekt (Quenching). Zum Beispiel, in der Konstruktion von NAND-Gate oder Gate-Logik, oft zwei Serien-MOS-Version der Bildröhrenstruktur, wie in 11 gezeigt. Die Schaltung von diesem Layout gemacht wird durch den Einzelpartikel-Effekt beeinflusst und beeinflusst die aktive Region der zwei MOS-Röhren, wie in 12 gezeigt.

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Um die Existenz dieses Aufteilungsmechanismus zu reduzieren, können zwei MOS-Layoutstrukturen in Serie durch die Struktur von 13 ersetzt werden. Unter dem Einfluss des Einzelereigniseffekts isoliert die Layoutstruktur die gemeinsame aktive Region von zwei MOS-Leitungen und eliminiert somit die Existenz eines Mechanismus zur Aufteilung der Gebühren. Wie in 14 gezeigt, ist die Zuverlässigkeit der Vorrichtung verbessert.