[发明专利]单个高能粒子离化电荷测试电路

说明书

本发明公开了一种单个高能粒子离化电荷测试电路，包括M个高能粒子捕获模块和M个信号探测模块，所述M个高能粒子捕获模块和所述M个信号探测模块一一对应，M为不小于2的正整数；所述高能粒子捕获模块包括N个并联的场效应晶体管，所述场效应晶体管用于捕获高能粒子，并在捕获到高能粒子时产生流过自身的瞬态电流信号，N为正整数；所述信号探测模块用于探测对应的高能粒子捕获模块产生的瞬态电流信号，并在探测到所述瞬态电流信号时输出测试信号。本发明提供的单个高能粒子离化电荷测试电路，能够测试高能粒子离化电荷云半径及影响范围，为抗辐射加固集成电路的版图拓扑结构设计提供理论指导，提高集成电路的抗辐射能力。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种单个高能粒子离化电荷测试电路。

背景技术

单粒子效应是空间辐射环境中的单个高能粒子在器件材料中通过直接电离作用或者间接电离作用产生并累积有效电离电荷，被器件敏感节点收集后导致器件工作状态发生变化或者功能失效的现象。当存储器、锁存器或者寄存器中器件发生单粒子效应时，电路单元的逻辑状态发生改变，即发生单粒子翻转。

多位翻转是指单个粒子入射器件造成对应物理地址上多个存储单元发生翻转的情况。随着半导体制造工艺的发展，器件尺寸不断减小，临界电荷不断降低，使得高能粒子垂直入射器件引起的多位翻转比重逐渐增多。对于纳米级器件，多位翻转在单粒子翻转中所占的比重甚至超过了单位翻转。以随机存储器为例，多位翻转抑制了纠错编码的有效性，纠错编码不具备在一个字或者一个字节中纠正多个错误的能力。因此，为了抑制高能粒子垂直入射电路引起的多位翻转，需要对纠错编码等电路进行特殊的版图拓扑设计。然而，在高能粒子入射产生电离电荷的影响不明确的情况下，现有电路版图的拓扑设计是盲目的，并不能最大程度地发挥抗辐射作用，电路很容易发生多位翻转。

发明内容

本发明所要解决的是高能粒子入射产生电离电荷的影响不明确的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种单个高能粒子离化电荷测试电路，包括M个高能粒子捕获模块和M个信号探测模块，所述M个高能粒子捕获模块和所述M个信号探测模块一一对应，M为不小于2的正整数；

所述高能粒子捕获模块包括N个并联的场效应晶体管，所述场效应晶体管用于捕获高能粒子，并在捕获到高能粒子时产生流过自身的瞬态电流信号，N为正整数；

所述信号探测模块用于探测对应的高能粒子捕获模块产生的瞬态电流信号，并在探测到所述瞬态电流信号时输出测试信号。

可选的，所述场效应晶体管为NMOS管；

每个NMOS管的栅极和每个NMOS管的源极接地，每个NMOS管的漏极相连并作为所述高能粒子捕获模块的输出端。

可选的，所述场效应晶体管为PMOS管；

每个PMOS管的栅极和每个PMOS管的源极连接电源端并作为所述高能粒子捕获模块的输出端，每个PMOS管的漏极接地。

可选的，所述信号探测模块包括T型偏置器；

所述T型偏置器的直流输入端连接电源端，所述T型偏置器的射频输入端连接对应的高能粒子捕获模块的输出端，所述T型偏置器的输出端用于输出所述测试信号。

可选的，所述单个高能粒子离化电荷测试电路还包括M个滤波电路；

每个T型偏置器的直流输入端通过一个滤波电路连接所述电源端。

可选的，所述场效应晶体管为采用绝缘体上硅工艺制备获得的场效应晶体管。

可选的，所述场效应晶体管为采用体硅工艺制备获得的场效应晶体管。

可选的，所述单个高能粒子离化电荷测试电路还包括M个ESD保护电路；