65 nm工艺SRAM中能质子单粒子效应研究.pdf
《65 nm工艺SRAM中能质子单粒子效应研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《65 nm工艺SRAM中能质子单粒子效应研究.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、电子与封装第2 3 卷,第7 期Vol.23,No.7材料65nm工艺SRAM中能质子单粒子效应研究总第2 43 期ELECTRONICS&PACKAGING2023年7 月艺陈锡鑫,殷亚楠,高熠,郭刚,陈启明(1.中国电子科技集团公司第五十八研究所,江苏无锡2 140 3 5;2.中国原子能科学研究院抗辐射应用技术创新中心,北京10 2 413)摘要:基于一款带错误检测与纠正(EDAC)功能的6 5nm体硅CMOSSRAM,开展了中能质子对纳米级集成电路单粒子效应影响的研究。在SRAM本征工作模式和EDAC模式下,得到了2 组试验结果。分析试验数据发现:在重离子与中能质子试验中,采用商用6
2、T设计规则的电路均未发生单粒子门锁现象,但都发生了单粒子多位翻转现象;质子单粒子效应引起的错误数已饱和,而重离子单粒子效应引起的错误数则随能量不断增加,该现象与2 种粒子引起单粒子效应的机理有关。质子与重离子饱和截面的差异是由质子核反应的概率导致的,但空间错误率相近。此次试验很好地探索了中能质子对SRAM电路的影响,明确了质子与重离子导致单粒子错误的异同,为SRAM在航天上的应用奠定了基础。关键词:辐射效应;单粒子效应;中能质子;SRAM中图分类号:TN406D0I:10.16257/ki.1681-1070.2023.0094中文引用格式:陈锡鑫,殷亚楠,高熠,等.6 5nm工艺SRAM中能
3、质子单粒子效应研究.电子与封装,2023,23(7):070403.英文引用格式:CHEN Xixin,YING Yanan,GAO Yi,et al.Research of intermediate energy proton induce single eventeffect for 65 nm SRAMJ.Electronics&Packaging,2023,23(7):070403.Research of Intermediate Energy Proton Induce Single Event Effect for 65 nm SRAM(1.China Electronics Te
4、chnology Group Corporation No.58 Research Institute,Wuxi 214035,China;2.InnovativeCenter of Radiation Hardening Applied Technology,China Institute of Atomic Energy,Beijing 102413,China)Abstract:Based on a 65 nm bulk silicon CMOS SRAM with error detection and correction(EDAC),aresearch of the effect
5、of intermediate energy proton on single event effect of nanoscale integrated circuits isconducted.Two sets of experimental results are obtained in SRAM intrinsic operation mode and EDAC mode.Analyzing the experimental data,it is found that in both the heavy ion and medium energy proton tests,nosingl
6、e event latch-up occurs with the 6T cell in commercial design rules,but the single-particle multi-bitflip-flop occurs in experiments.The number of errors caused by the proton single event effect is saturated,while the number of errors caused by the heavy ion single event effect is increasing with en
7、ergy,and thisphenomenon is related to the mechanism of the single event effect caused by the two particles.The differencebetween the saturation cross sections for protons and heavy ions is due to probability of atomic nucleusreaction,but the error rate is similar to each other.This experiment has we
8、ll explored the effect of收稿日期:2 0 2 3-0 2-14E-mail:陈锡鑫文献标志码:ACHEN Xixin,YING Yanan,GAO Yi,GUO Gang,CHEN Qiming?070403-1文章编号:16 8 1-10 7 0(2 0 2 3)0 7-0 7 0 40 3第2 3 卷第7 期intermediate energy protons on SRAM circuits,the similarities and differences between protons and heavyions leading to single-part
9、icle errors are clarified,and the foundation for SRAM applications in space is laid.Keywords:radiation effect;single event effect;intermediate energy proton;SRAM电子与封装1引言2SRAM存储器中能质子试验空间环境中存在的质子、重离子等能量极高的粒子入射到航天元器件会在元器件中发生电离,电荷被敏感节点收集,从而引起单粒子效应1-4。单粒子效应会引起元器件状态翻转、功能失效,影响航天器的寿命和可靠性5。质子是太空中粒子的主要成分,9 0%
10、以上的辐射粒子为质子。随着航天元器件工艺尺寸缩小至纳米级,集成电路性能得到很大提升,但受到的单粒子效应影响逐渐增大7-8 。当工艺尺寸进人纳米级,电路由质子入射引起的单粒子翻转错误率会高于重离子引起的错误率9。质子单粒子效应产生机理分为2种:一是质子直接电离,产生电离电荷10 ,二是质子与器件材料产生核反应,引起散射,产生电离电荷。直接电离一般由低能质子引起,核反应则由中能和高能质子引起。为了研究中能质子对纳米级集成电路的单粒子效应的影响,并与重离子试验做对比,本研究基于一款带错误检测与纠正(EDAC)功能的6 5nm体硅CMOSSRAM,通过对存储器不同工作模式的选择,研究中能质子单粒子效应
11、对纳米级器件的影响。本文基于中国原子能科学研究院抗辐射应用技术创新中心的HI-13串列加速器开展试验,该加速器是目前国内开展单粒子效应研究的主要加速器之一,主要用于航天元器件空间应用考核及基础研究。目前国内外有很多机构都开展了质子辐射试验、理论分析等研究1-13 ,如美国国家航空航天局、IBM公司、范德堡大学、美国圣地亚哥国家实验室、中国原子能科学研究院等,但尚未见对EDAC加固的SRAM器件进行不同模式对比分析的报道,本工作也是对之前研究的一个补充。初始能量/MeV经降能片后的能量/MeV45.030.560.049.170.759.890.579.899.489.42.1试验器件及试验系统
12、该试验选用了一款采用商用6 5nm工艺、带EDAC纠错的512 0 0 0 x32bit抗辐射SRAM存储器。该电路存储单元为商用SRAM6T结构,外围数据采用汉明码进行纠检错,通过选择外部信号,可以控制内部纠检错模式的切换,由此可以对比有无EDAC纠错功能时电路受质子辐射的影响。SRAM质子试验测试系统如图1所示,主要由SRAM和FPGA组成。通过FPGA向SRAM写人“55AA”数据,写完后保持地址数据不变,然后开始辐照。对SRAM不停进行单次写、辐照、单次读操作。A0-A18DQO-DQ31nWEnOESRAMnCEnEDAC_ENMBESBE图1SRAM质子试验测试系统2.2试验结果试
13、验在北京中国原子能科学研究院HI-13串列加速器上完成,采用常温试验环境及电路最恶劣偏置条件,电路内部电压为1.9 2 V,端口电压为3.6 3 V,SRAM中能质子试验结果如表1所示。其中,初始错误数代表SRAM内部未开启EDAC纠错功能时发生的单粒子翻转错误,纠错后错误数代表SRAM内部开启EDAC纠错功能后发生的单粒子翻转错误。SRAM重离子试验结果如表2 所示,为了更真实地模拟空间环境对带EDAC功能存储器的影响,在重离子试验时采用了很低的注量率,但由于辐照时间的限制,总注量未能做到110 7 cm,数据仅供对比参考。表1SRAM中能质子试验结果注量率/(cm-.s-)1.081081
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 65 nm工艺SRAM中能质子单粒子效应研究 nm 工艺 SRAM 质子 粒子 效应 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。