[发明专利]一种SRAM型FPGA单粒子翻转效应仿真方法

权利要求书

1.一种SRAM型FPGA单粒子翻转效应仿真方法，其特征在于步骤如下：

（1）根据待仿真器件的设计和工艺参数，通过电子器件三维建模工具对所述待仿真器件进行三维建模，得到待仿真器件的三维模型；所述待仿真器件是指SRAM型FPGA；

（2）使用三维模型网格划分工具对步骤（1）中得到的三维模型进行网格划分，生成网格化的器件结构，网格结构与器件的结构匹配，在沟道、轻掺杂区以及PN结边界对网格进行细化；

（3）根据辐射粒子特性工具计算得到不同入射粒子的能量损失、射程和入射半径，并作为待仿真器件单粒子翻转效应仿真的输入文件；所述辐射粒子特性工具为SRIM；

（4）若所述待仿真器件的电路结构小于六个晶体管，则对所述待仿真器件进行单粒子翻转效应仿真时采用器件级TCAD仿真方法；

若所述待仿真器件的电路结构大于等于六个晶体管，则对所述待仿真器件进行单粒子翻转效应仿真时采用器件级TCAD和电路级Spice混合仿真方法；

（5）根据步骤（2）中得到的网格划分之后的三维模型、步骤（3）中得到的输入文件以及步骤（4）中选择的仿真方法，对所述待仿真器件进行单粒子翻转效应仿真；

（6）改变入射粒子，重复执行步骤（5），对所述待仿真器件进行多次单粒子翻转效应仿真；

（7）根据所述待仿真器件的电路输出电压值判断是否发生单粒子翻转，确定单粒子翻转阈值、临界电荷和翻转截面；

（8）将得到的单粒子翻转仿真结果与地面辐照试验结果进行比对从而验证正确性；所述单粒子翻转仿真结果是指单粒子翻转阈值、临界电荷和翻转截面。

2.根据权利要求1所述的一种SRAM型FPGA单粒子翻转效应仿真方法，其特征在于：所述步骤（1）中通过电子器件三维建模工具对所述待仿真器件进行三维建模具体为：

（2.1）对所述待仿真器件的各个组成部分，选择相应的工艺材料，使得仿真时设定的工艺材料和该组成部分的真实工艺材料相同；

（2.2）对所述待仿真器件中的所有晶体管，按照如下顺序进行设置，进而得到所述待仿真器件的三维模型：设置衬底厚度、设置多晶硅栅厚度、设置栅氧厚度、设置P阱接触、设置栅长、设置栅宽、设置有源区位置、建立P阱接触区域、设置STI隔离、生成衬底、生成接触、衬底掺杂、多晶硅栅掺杂、P阱接触掺杂、深P阱掺杂和P阱掺杂；

（2.3）根据所述待仿真器件的I-V特性曲线，对所述待仿真器件的工艺和设计参数进行校准：以I_d-V_ds特性曲线对构造的待仿真器件三维模型进行校准，通过多次迭代地调整LDD、Halo、阈值电压和注入掺杂参数，获得校准后的器件三维模型。

3.根据权利要求1所述的一种SRAM型FPGA单粒子翻转效应仿真方法，其特征在于：所述电子器件三维建模工具为Sentaurus软件中的Structure Editor工具。

4.根据权利要求1所述的一种SRAM型FPGA单粒子翻转效应仿真方法，其特征在于：所述三维模型网格划分工具为MESH软件。

5.根据权利要求1所述的一种SRAM型FPGA单粒子翻转效应仿真方法，其特征在于：所述待仿真器件进行单粒子翻转效应仿真时采用器件级TCAD和电路级Spice混合仿真方法具体为：对SRAM型FPGA电路单元中单粒子翻转最敏感的晶体管进行器件级三维建模，电路中其它晶体管由电路级Spice模型代替；选择辐射粒子，对器件级三维模型进行入射；将器件级三维模型与电路级Spice模型加入仿真器中，对所述待仿真器件进行单粒子翻转效应仿真。