随着国防军事的迅速发展,IC芯片因辐射效应导致的问题也越来越严重,电子元器件及芯片系统在辐射环境下可靠性研究变得更加重要,从未来发展来看,抗辐射效应加固的问题可能成为影响整个半导体行业发展一个重要因素,对抗辐射问题的研究对半导体技术产生深刻影响。比如,当一个新型元器件研制出来后首先就要对它进行辐射可靠性测试,对芯片系统设计的过程当中提高它的抗辐射能力一直是此过程当中重要目标。因为在实验室中存在各种局限难以开展空间辐射效应的实验,所以对辐射效应进行模拟仿真变得很重要,仿真所得数据结论也可以对电子元器件或芯片系统设计提供一定参考。本文从介绍各种辐射效应环境角度出发,重点分析了单粒子辐射效应对FinFET新型器件的影响,通过对FinFET的单粒子效应的仿真分析得到了下面三个方面的研究成果:1、介绍了FinFET新型器件的工作原理及其优势,并利用Sentaurus TCAD软件建立了它的三维结构模型,基于重粒子轰击理论模型模拟了不同能量的重粒子轰击FinFET器件漏极而产生的单粒子效应,研究结果表明,当FinFET漏区受到重粒子轰击时,由于重粒子在穿透路径上沉积能量而产生电子空穴对,并在外电场的作用下分离,从而产生一个漏极脉冲电流,这个电流跟经典双指数脉冲电流一致,随粒子的LET值增加而变大。2、通过对比分析得知:体硅FinFET由于比平面MOSFET的敏感体积小因此它的抗单粒子翻转效应能力强;针对SOI和体硅两种不同结构的FinFET,SOI结构存在埋氧层隔离使得衬底里面产生的电荷不能被漏端收集,因而SOI结构比体硅结构抗辐射能力好;可以通过适当提高源端电压减弱寄生双极放大效应和降低鳍的高度来缩短单粒子在硅体中的径迹路径来提高抗辐射能力。由这些对比分析得知寄生双极晶体管对漏端脉冲电流的贡献不如忽视,用寄生双极放大因子α来衡量贡献大小,通过计算发现α随鳍高增加而非线性增加,提高源端电压α值变小,SOI结构的α值比体硅结构大。3、使用Hspice仿真软件对基于FinFET结构SRAM电路进行抗单粒子翻转效应的加固设计,首先简要介绍了BSIM-CMG库模型,这个spice模型库是标准FinFET模型;接着基于提高源端电压可减弱寄生双极放大效应的理论基础上提出了五种不同的SRAM存储单元;最后对比分析了类型A和类型E的抗单粒子翻转的能力以及这五种SRAM单元的静态噪声裕度、读噪声裕度和写噪声裕度,为设计具有抗单粒子翻转能力的SRAM单元提供了一定依据。