[发明专利]抗辐照集成电路单粒子效应截面预估方法

说明书

本发明公开了一种抗辐照集成电路单粒子效应截面预估方法，主要是解决在相同地面重离子加速辐照实验条件下单粒子效应截面预估问题，其技术方案为：从大量的工程试验数据出发，分析离子总注量与其所引起的单粒子效应次数之间的逻辑相关性，结合单粒子效应产生的机理和概率论统计理论，建立下一次单粒子效应出现的时间节点Δt_i+1的预估模型以及整个电路单粒子效应截面δ的预估模型，从而建立了离子总注量及其所引起单粒子效应次数之间的逻辑关系，本发明解决了在相同试验条件下单粒子效应截面预估问题，为抗辐照集成电路的地面加速模拟试验评估提供了一种工程性的分析手段。可用于对航天微电子器件抗辐照性能预估。

技术领域

本发明属于地面试验验证技术领域，特别涉及一种抗辐照集成电路单粒子效应截面预估方法，可用于对航天微电子器件抗辐照性能预估。

背景技术

随着我国空间应用技术以及集成电路抗辐照加固技术的迅猛发展，越来越多的抗辐照集成电路被广泛应用于我国自主研发的航天器中，当航天器空间在轨运行时，会受到来自宇宙空间多种粒子射线的袭击致使集成电路发生单粒子效应简称SEE，常见的单粒子效应有：单粒子翻转、单粒子失锁、单粒子功能中断、单粒子烧毁等。地面重离子加速模拟辐照试验已经成为集成电路抗单粒子效应能力的一种评估手段，但由于我国加速器资源有限以及我国航天工程型号任务的迫切需求，能否从有限的地面重离子加速模拟单粒子效应试验数据中找到一定的规律，来预估在相同试验条件时下一次单粒子效应发生的时间节点，是地面重离子加速模拟单粒子效应试验评估领域值得思考的问题之一。另外，从单粒子效应机理出发，单粒子效应属于概率事件，离子相当于触发事件，利用概率论统计与分析理论初步判定，二者存在一定的数理逻辑关系。

传统的地面重离子加速模拟单粒子效应试验时，没有考虑离子注量与其所引起的单粒子效应次数之间的逻辑关系，特别是在离子种类相同、离子能量/LET值相同、离子注量率相同、电路内部的SEE敏感性区域分布均匀的条件下二者之间在工程上的逻辑关系。工程试验时，离子总注量一般要辐照到10⁷/cm²，单只电路的辐照时间一般在20分钟甚至1～2小时，这对我国正处研发高峰期的大量抗辐照集成电路来说，无论从摸底试验还是从鉴定试验角度，都是一个极大的资源短缺，严重影响我国各航天工程型号任务的整体进度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗辐照集成电路单粒子效应截面预估方法，以实现对相同地面重离子加速辐照实验条件时电路的单粒子效应截面进行预估，满足我国航天型号任务对大量抗辐照集成电路地面实验评估的需求。

本发明的技术思路是从大量的工程试验数据出发，分析在相同地面重离子加速辐照实验条件下，即离子种类相同、离子能量/LET值相同、离子注量率相同、电路的实验检测系统也相同离子总注量与其所引起的单粒子效应次数之间的逻辑相关性，结合单粒子效应产生的机理和概率论统计理论，建立下一次单粒子效应出现的时间节点预估模型，并由此构造抗辐照集成电路单粒子效应截面预估模型，从而实现对电路的单粒子效应截面进行预估，其技术方案包括以下内容：

设置相同地面重离子加速辐照实验条件，即假设离子种类相同、离子能量/LET值相同、离子注量率相同、电路内部的SEE敏感性区域分布均匀，，电路的实验检测系统也相同；

构造相同地面重离子加速辐照实验条件下，发生第i次单粒子效应的时间间隔Δt_i的统计模型：

其中，t_sys表示系统参考周期；n_i表示第i-1次单粒子效应与第i次单粒子效应之间的系统周期个数，i＝1,2,3,...k，k取自然整数；Δt_i为第i次出现单粒子效应相对于第i-1次单粒子效应出现的时间间隔；

根据预估模型(1)构造含有Δt_i的第i+1次单粒子效应发生的时间节点Δt_i+1预估模型：