納米數(shù)字電路軟錯誤率分析關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、半導體制造技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，使得如今的納米尺寸集成電路中晶體管尺寸、供電電壓和關(guān)鍵電荷持續(xù)減小，由于集成電路已廣泛應用于生產(chǎn)生活中，因此對由空間輻射效應引發(fā)的集成電路可靠性問題提出嚴峻的挑戰(zhàn)。納米尺度下，芯片規(guī)模指數(shù)級增長，晶體管對中子和高能粒子輻射更加敏感，芯片遭受軟錯誤影響的機率也大幅提高，高能粒子入射可能同時影響兩個或多個物理相連的節(jié)點，產(chǎn)生單粒子多瞬態(tài)(single event multiple transients，SEMT)，

2、由SEMT導致的電路失效也變得愈發(fā)不可忽視，軟錯誤已成為導致集成電路失效的重要原因之一。
　　為了有效評估輻照環(huán)境中不同電路對軟錯誤的敏感程度，本文針對納米工藝集成電路的軟錯誤率分析技術(shù)進行研究，基于概率計算方法，提出一種考慮SEMT的數(shù)字電路軟錯誤率評估方法，能夠有效指導集成電路容錯設(shè)計，降低集成電路設(shè)計成本。主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點如下:
　　1、詳細介紹了軟錯誤的相關(guān)概念、電路可靠性影響因素與本文研究成果。并對軟錯誤的產(chǎn)生

3、原理、傳播特性以及不同的計算方法進行了詳盡地分析。重點闡述了考慮SET或SEMT的數(shù)字電路軟錯誤率評估技術(shù)，并分析了各方法的優(yōu)缺點。深入學習了位于邏輯門級的集成電路中軟錯誤的產(chǎn)生與傳播特性。在現(xiàn)有的軟錯誤率評估技術(shù)基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了一種考慮SEMT的數(shù)字電路軟錯誤率評估方法。
　　2、針對基于輸入向量的電路軟錯誤率評估方法存在向量空間不完備，評估速度較慢的問題，實現(xiàn)一種基于概率的數(shù)字電路軟錯誤率評估模型。使用“四值邏輯”與信號概率對S

4、EMT脈沖的產(chǎn)生與傳播過程進行精確的建模，有效地減少了計算復雜度，提高了軟錯誤率(soft error rate, SER)評估速度。
　　3、面對集成電路在生產(chǎn)生活中的廣泛應用性，集成電路的可靠性問題已變得愈加不容忽視。為了有效評估集成電路的軟錯誤率，提出一種精確的考慮SEMT的數(shù)字電路軟錯誤率計算方法。該方法通過解析電路門級網(wǎng)表提取產(chǎn)生SEMT故障的位置對;使用雙指數(shù)電流源模型模擬粒子轟擊電路的過程進行故障注入，利用提出的SE