超深亚微米工艺下的电路级耦合SET脉冲注入

超深亚微米工艺下在电路模拟器中使用独立电流源方法的单粒子瞬态(single event transient, SET)脉冲注入与实验结果有很大误差. 作者提出了一种基于二维查找表的耦合电流源注入的方法,并且基于开源的SPICE 代码实现. 该方法的计算结果与器件/电路混合模拟接近,而其计算时间远小于混合模拟. 该法与SPICE 集成,可以引入实验测量数据,适合于大规模组合电路的SET 错误率分析.     

脉冲激光试验评估模拟电路单粒子效应

利用脉冲激光对典型模拟电路的单粒子效应进行了试验评估及加固技术试验验证,研究2种不同工艺的运算放大器的单粒子瞬态脉冲(SET)效应,在特定工作条件下两者SET脉冲特征规律及响应阈值分别为79.4 pJ和115.4 pJ,分析了SET脉冲产生和传播特征及对后续数字电路和电源模块系统电路的影响。针对SET效应对系统电路的危害性,设置了合理的滤波电路来完成系统电路级加固,并通过了相关故障注入试验验证,取得了较好的加固效果。     

基于互连线延时的SET脉冲宽度评估模型

研究了互连线延时对单粒子瞬态脉冲效应的影响。研究发现,随着互连线长度的增加,瞬态脉冲首先被展宽,在一定距离后,脉冲宽度衰减为零。基于此研究结果,提出了脉冲宽度随互连线长度变化的数学解析模型。在SMIC 130 nm、90 nm CMOS工艺下,采用Spice软件对应用该数学解析模型的多种器件进行验证。结果表明,该数学解析模型的计算值与仿真值误差最大为6.09%,最小为0.37%。该模型提高了单粒子瞬态脉冲宽度的评估准确度,可应用于单粒子瞬态脉冲效应的硬件加速模拟。     

器件与电路参数对SET波形影响仿真研究

利用Sentaurus TCAD仿真软件,建立并校准了MOSFET仿真模型。分析了NMOS器件在重离子轰击下产生的SET波形。结果表明,轰击位置在漏极且入射角呈120°时,器件具有最大的峰值电流。通过建立MIX、TCAD、SPICE三种反相器模型并施加重离子轰击,研究了不同模拟方式下电路响应对SET波形的影响,指出了采用双指数电流源在SPICE电路中模拟的不准确性。采用MIX模型探究了器件结构及电路环境对SET波形的影响。结果表明,LET能量、栅极长度、轨电压和负载电容都会对SET波形脉宽及平台电流大小产生显著影响,说明了建立SET模拟波形时须综合考虑这些因素。     

一种基于Weibull函数的单粒子注入脉冲模型

单粒子效应是当前集成电路抗辐射加固的研究重点之一.根据空间辐射粒子特点,提出一种基于Weibull函数的单粒子注入脉冲模型,该模型利用Weibull函数对瞬时脉冲直接进行电路级描述.实验证明,该模型与传统器件级电流注入脉冲模型的SER统计数据拟合度高达98.41%,同时可将电路模拟时间缩短3个数量级,在高速超大规模集成电路的单粒子效应研究中,具有明显的模拟速度优势,为深亚微米级的抗辐射加固研究提供了坚实的理论基础.     

0.18μm NMOS的重离子单粒子瞬态脉冲的仿真模拟

为了详细地了解纳米MOS电路中单粒子瞬变电荷收集机理,利用ISETCAD软件仿真二维模拟0.18μm NMOS的单粒子瞬态脉冲。通过进行三种不同的电路连接方式和不同的粒子注入位置的仿真,得到了一系列单粒子瞬态电流脉冲(SET)与时间的关系曲线。分析了不同电路连接方式和注入位置对SET的峰值和脉宽的影响。为下一步建立SET的精确模型进行SET效应的模拟做基础的研究。     

一种模拟SET的脉冲产生方法

提出一种基于PLL(Phase Locked Loop)的电子脉冲产生方法,利用该方法可以产生最小宽度为325ps的瞬态脉冲并对SRAM型FPGAs(Field Programmable Gate Arrays)中实现的组合逻辑电路进行SET传播特性的研究.实验结果表明该脉冲产生方法实现简单,可以在不改变电路布局布线的前提下,改变注入脉冲宽度,且由PLL相位计算出的理论脉冲宽度与实际测量误差小于3%.     

0.18um NMOS的重离子单粒子瞬态脉冲的仿真模拟

摘要：为了详细的了解纳米MOS电路中单粒子瞬变电荷收集机理,利用ISETCAD软件仿真二维模拟0.18um NMOS的单粒子瞬态脉冲。通过进行三种不同的电路连接方式和不同的粒子注入位置的仿真,得到了一系列单粒子瞬态电流脉冲（SET）与时间的关系曲线。分析了不同电路连接方式和注入位置对SET的峰值和脉宽的影响。为下一步建立SET的精确模型进行SET效应的模拟做基础的研究。     

深亚微米CMOS反相器的单粒子瞬态效应研究

针对小尺寸CMOS反相器的单粒子瞬态效应,分别采用单粒子效应仿真和脉冲激光模拟试验两种方式进行研究。选取一种CMOS双反相器作为研究对象,确定器件的关键尺寸,并进行二维建模,完成器件的单粒子瞬态效应仿真,得到单粒子瞬态效应的阈值范围。同时,开展脉冲激光模拟单粒子瞬态效应试验,定位该器件单粒子瞬态效应的敏感区域,捕捉不同辐照能量下器件产生的单粒子瞬态脉冲,确定单粒子瞬态效应的阈值范围,并与仿真结果进行对比分析。     

单粒子瞬态脉冲的片上测量

提出了一套适用于组合逻辑电路的单粒子瞬态(Single-Event Transient,SET)特性的片上测量方案。基于中国科学院微电子研究所350 nm SOI工艺,设计了一款集脉冲收集、测量、自测试于一体的SET辐射测试芯片。通过激光脉冲实验,验证了该方案的有效性,为在此工艺上开展加固研究奠定基础。分析了影响片上测量精度的多种因素,提出了用于修正测试结果、提高精度的校正方法。     

差模定向注入等效替代强电磁脉冲辐射效应试验方法

针对电子信息装备强电磁脉冲辐射效应试验的技术需求,考虑到传统直接辐射效应试验方法费效比高、试验频点和辐射强度不便调节等缺点,提出了一种基于\"差模定向注入-线性外推\"原理的注入试验新方法.采用定向耦合器级联和强耦合设计方案,构建了具备干扰信号注入和前向信号监测功能的辅助试验设备,给出了基于频域传递函数法的等效注入波形获取方法,在此基础上总结归纳了差模定向注入等效替代强电磁脉冲辐射效应试验的方法步骤.以某型数据链收发组件为受试对象,分别开展了超宽带电磁脉冲和窄带高功率微波辐射与差模定向注入试验,试验结果验证了差模定向注入等效试验方法的有效性.     

一种静态随机存储器型现场可编程门阵列的单粒子软错误率的软件分析方法

静态随机存取存储器(SRAM)型现场可编程门阵列(FPGA)在当前空间电子设备中取得了广泛的应用,尽管它对空间辐射引起的单粒子翻转效应极其敏感。在FPGA的配置存储器中发生的单粒子翻转造成的失效机理不同于传统的存储器中的单粒子翻转。因此,如何评价这些单粒子翻转对系统造成的影响就成了一个值得研究的问题。传统的方法主要分为辐照实验和故障注入两种技术途径。本文中提出了一种新的方法,可以用来分析单粒子翻转对构建在FPGA上的系统造成的影响。这种方法基于对FPGA底层结构以及单粒子翻转带来的失效机理的深入理解,从布局布线之后的网表文件出发,寻找所有可能破坏电路结构的关键逻辑节点和路径。然后通过查询可配置资源与相应的配置数据之间关系来确定所有敏感的配置位。我们用加速器辐照实验和传统的故障注入方法验证了这种新方法的有效性。     

THE LONG PULSE EFFECT IN FREE ELECTRON LASERS

The spontaneous radiation from a single pulse electron beam in Free Electron Lasers is dealt withby solving one-dimensional wave equations.The obtained results show that there is the long pulse effect aswell as the well-known short pulse effect.     

晶体管栅形状对单粒子瞬态脉冲特性的影响研究

通过三维器件模拟仿真,研究了基于CMOS 0.18μm工艺下标准条形栅和环形栅结构MOS晶体管的单粒子瞬态响应.研究结果表明,单粒子轰击条形栅器件与环形栅器件产生的单粒子瞬态脉冲特性具有非常大的区别.分析了栅形状对单粒子瞬态的影响在PMOS和NMOS器件中的不同机理,对单粒子瞬态加固设计具有指导性意义.     

改进型抗单粒子效应D触发器

在对抗单粒子效应技术研究的基础上,构造了一种改进型的抗单粒子翻转和单粒子瞬变的主从型边沿D触发器.该D触发器在不影响设计流程的情况下能使得整个芯片都具有抗单粒子效应,并有效改善了以往由于引入抗辐射设计而导致芯片面积大幅度提高的问题.     

一种基于电流阶梯波的相变存储器擦驱动电路

基于相变存储器的擦操作(SET)特性,设计了一种能够产生电流阶梯波的相变存储器擦驱动电路,采用130 nm标准CMOS工艺将其与128 kb的相变存储器实验芯片集成.相比传统的单一电流脉冲擦驱动电路,这种改进后的擦驱动电路能将相变存储单元的电阻均值从15 kΩ左右降至7 kΩ左右,并且存储阵列的阻值分布一致性也得到提升...