[发明专利]一种模拟单粒子脉冲长尾效应的建模方法

说明书

本发明提供一种模拟单粒子脉冲长尾效应的建模方法，包括：高能粒子射入处于关态的MOS管的沟道区，电离出的大量的电子空穴对在电场的作用下形成瞬态电流脉冲，分析电子空穴对在体漏形成的反偏PN结空间电荷区的漂移过程，建立初步的节点电压恒定不变的漂移电流解析模型I(t)＝I₀·(e^‑αt‑e^‑βt)；通过解析计算得到脉冲峰值I₀的表达式；加入描述节点电压变化的模型表征节点电压和瞬态电流之间的关系，所述单粒子瞬态电流脉冲的电流源模型为：本发明的模拟单粒子脉冲长尾效应的建模方法建立的单粒子瞬态电流脉冲的电流源模型能准确拟合单粒子瞬态脉冲的长尾效应，对抗辐射电路的加固设计具有重要参考意义。

技术领域

本发明涉及单粒子效应研究领域，特别是涉及一种模拟单粒子脉冲长尾效应的建模方法。

背景技术

单粒子效应是指单个高能粒子穿过微电子器件的灵敏区时造成器件状态的非正常改变的一种辐射效应，包括单粒子翻转(Single event upset)、单粒子锁定(Singleevent latch up)、单粒子功能中断、单粒子瞬态脉冲(Signal event transient，SET)、单粒子多位翻转、单粒子烧毁(Single event burnout)、单粒子栅击穿(Single event gaterupture)、单粒子扰动及单粒子硬错误等。

单粒子效应是诱发电子设备异常的主要辐射效应之一，在集成电路中发生频率最高的是单粒子瞬态脉冲效应和单粒子翻转效应。瞬态脉冲在组合逻辑路径上产生并被传播，称为SET，SET导致逻辑状态翻转，使得电路的逻辑状态发生错误，严重影响集成电路的功能。因此为了能够避免上述单粒子瞬态脉冲，首先需要对单粒子效应进行评价和研究，以进一步解决单粒子瞬态脉冲对集成电路的影响。

如图1所示为现有技术中两种模拟单粒子瞬态脉冲的电流源模型，虚线为单指数脉冲电流源模型，其表达式为：y＝I₀·e^-αt；实线为双指数脉冲电流源模型，其表达式为：y＝I₀·(e^-αt-e^-βt)；其中，I₀为峰值电流；1/α为电荷收集的时间常数；1/β为初始化建立粒子轨迹的时间常数。双指数脉冲电流源模型是对单指数脉冲电流源模型的一种改进，相较于单指数脉冲电流源模型，双指数脉冲电流源模型对单粒子瞬态脉冲的拟合度更高，但是单粒子瞬态脉冲存在长尾效应，双指数脉冲电流源模型也无法无完全拟合。如图2～图4所示为不同入射粒子的线性能量传输值(LET分别为：0.1MeV*mg^-1*cm²、1 MeV*mg^-1*cm²、10MeV*mg^-1*cm²)下单粒子瞬态脉冲和双指数电流源模型仿真结果的比较，其中，实线为单粒子瞬态脉冲，虚线为双指数电流源模型仿真结果，由图可知，在各LET下，单粒子瞬态脉冲的长尾效应都未得到双指数电流源模型的拟合，因此模拟单粒子瞬态脉冲的电流源模型与实际的单粒子瞬态脉冲存在较大的差异，通过对模拟单粒子瞬态脉冲的电流源模型的研究来解决单粒子瞬态脉冲对集成电路的影响的效果也就无法带到保障。

因此，如何完整描述单粒子瞬态脉冲，建立准确的电流源模型来评价单粒子瞬态脉冲已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种模拟单粒子脉冲长尾效应的建模方法，用于解决现有技术中双指数脉冲电流源模型无法拟合单粒子瞬态脉冲的长尾效应的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种模拟单粒子脉冲长尾效应的建模方法，所述模拟单粒子脉冲长尾效应的建模方法至少包括：