《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置：首頁 > 电子元件 > 设计应用 > 基于全物理模型的模块级SRAM的SEU仿真方法
基于全物理模型的模块级SRAM的SEU仿真方法
2020年电子技术应用第6期
彭惠薪，刘 琳，郑宏超，于春青
北京微电子技术研究所，北京100076
摘要： 随着科学技术的发展和工艺尺寸的降低，单元器件的尺寸逐渐减小，使得单粒子电荷共享和单粒子翻转等效应日益严重，增加了抗辐射加固模块级SRAM设计难度，因此需要一套更为完备的仿真方法对模块级SRAM的单粒子效应敏感性进行预估，为电路加固设计提供依据和建议。基于模块级SRAM的单元结构和电路版图，利用Cogenda软件构建了模块级SRAM单粒子翻转效应仿真方法，对其敏感性进行分析，获得其单粒子翻转LET阈值，并与重离子实验结果进行对比，仿真误差为13.3%。
中圖分類號： TP302.8
文獻標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200002
中文引用格式： 彭惠薪，劉琳，鄭宏超，等. 基于全物理模型的模塊級SRAM的SEU仿真方法[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(6)：51-54.
英文引用格式： Peng Huixin，Liu Lin，Zheng Hongchao，et al. The SEU simulation of module-level SRAM based on full physical model[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(6)：51-54.
The SEU simulation of module-level SRAM based on full physical model
Peng Huixin，Liu Lin，Zheng Hongchao，Yu Chunqing
Beijing Microelectronics Technology Institute，Beijing 100076，China
Abstract： With the development of technology and the decrease of the process size, the scale of the single memory cell becomes smaller, causing the charge sharing and the SEU more serious, and increasing the difficulty of radiation harden design. Therefore, the accurate simulation for estimating the SEU of module level SRAM is needed to provide basis and guidance for radiation harden design. This paper summarizes the structure and the layout of SRAM, proposes a simulation of the SEU of module level SRAM using Cogenda for sensitivity analysis and the SEU LET threshold estimate. Comparison between the simulation and the heavy ion tests shows that the difference is about 13.3%.
Key words : SRAM；single event upset；radiation harden；sensitivity analysis

0 引言

    隨著數(shù)字電路工藝的不斷發(fā)展，單元器件的尺寸逐漸縮短，使得單粒子電荷共享和單粒子翻轉(zhuǎn)（Single Event Upset，SEU）等效應(yīng)日益嚴(yán)重[1-2]，增加了抗輻射加固模塊設(shè)計難度，因此需要設(shè)計者結(jié)合版圖和模塊級SRAM的電路結(jié)構(gòu)，在電路面積和性能兩方面進行優(yōu)化。優(yōu)化后模塊級SRAM電路的單粒子效應(yīng)翻轉(zhuǎn)閾值，需要通過建模和仿真來預(yù)估。現(xiàn)有的仿真方式主要有雙指數(shù)電流注入、分段式電流源輻射仿真等[3]，由于兩者仿真結(jié)果差異較大，很難形成共識。因此需要提出一種共性的輻射效應(yīng)仿真方法和步驟，在模塊設(shè)計完成后進行完整的輻射效應(yīng)仿真，以完善現(xiàn)有的模塊級數(shù)字化設(shè)計流程。

    為了保證電路的抗輻射能力，抗輻射加固的模塊級電路設(shè)計流程中，需要對模塊級電路的加固設(shè)計進行評價。評價的關(guān)鍵點在于電路結(jié)構(gòu)敏感點分析及電路敏感性仿真[4-6]。模塊級SRAM電路敏感節(jié)點與其電路結(jié)構(gòu)相關(guān)，通過分析其受輻照后存儲單元發(fā)生翻轉(zhuǎn)效應(yīng)的內(nèi)部機理，可以確定一個或多個敏感節(jié)點的位置。而模塊級SRAM電路的敏感性則需通過仿真，模擬各個節(jié)點在受到重離子輻照后的電荷收集情況，并通過引起翻轉(zhuǎn)的重離子LET值及翻轉(zhuǎn)的次數(shù)對加固設(shè)計的好壞進行預(yù)估評價。

    本文提出一種研究模塊級SRAM電路單粒子翻轉(zhuǎn)的仿真方法。首先根據(jù)模塊級SRAM電路結(jié)構(gòu)，并對其敏感節(jié)點進行分析，根據(jù)分析結(jié)果，建立包含敏感節(jié)點的三維物理模型，并確定粒子樣本的入射位置。同時，進行粒子輸運與能量沉積模擬，利用包含敏感節(jié)點的三維物理模型和粒子輸運與能量沉積模擬聯(lián)合仿真的方法，進行模塊級SRAM電路單粒子翻轉(zhuǎn)的仿真研究。最后對整個模塊級SRAM電路區(qū)域進行多次單粒子事件的掃描仿真，用來估算出存儲單元電路的SEU敏感截面。




論文詳細內(nèi)容請下載http://ihrv.cn/resource/share/2000002842




作者信息:

彭惠薪，劉  琳，鄭宏超，于春青

(北京微電子技術(shù)研究所，北京100076)

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng)，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。

相關(guān)內(nèi)容