文獻標識碼： 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.
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）等效應日益嚴重[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電路的單粒子效應翻轉(zhuǎn)閾值，需要通過建模和仿真來預估。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。
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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)