[发明专利]一种SRAM型FPGA单粒子翻转效应仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种SRAM型FPGA单粒子翻转效应仿真方法，属于集成电路抗辐射技术领域。

背景技术

辐照试验可以较为精确地评估元器件的抗辐射能力，但是辐照试验需要专用的粒子加速器设备（模拟的重离子能量和射程有限，没有适合的质子加速器和α粒子源等），所需的机时难以得到保证且评估成本较高。此外，辐照试验只能在元器件封装之后进行，无法在元器件的设计阶段进行抗辐射能力评估。目前，NASA和ESA等一些国外研究机构已开展辐射效应仿真技术研究，以评估器件的辐射敏感性。

元器件辐射效应仿真技术是通过器件级或电路级的计算机仿真工具，研究器件内部由辐射效应引入的大量电子空穴在电场下的漂移扩散过程，模拟器件对辐射效应的响应。元器件辐射效应仿真技术具备如下优势：评估成本低、评估时间不受机时限制、不受辐照源设备条件限制、评估介入时间早（在芯片设计阶段即可完成评估）、可对器件辐射效应的机理进行分析等。

器件级TCAD(Technology Computer Aided Design)仿真是对半导体物理的基本方程在特定边界条件下求解，得到器件内部物理量重分布的过程。通过仿真可以得到器件各端口电流和电压在辐射后的变化情况。器件仿真需要根据半导体器件的特征尺寸不同所选择的物理模型。目前广泛使用的是漂移扩散模型，主要包括：泊松方程、载流子连续性方程、电流密度方程，其中载流子的复合一般考虑SRH复合和Auger复合。如果希望考虑温度、载流子散射、碰撞电离化等效应.还必须加入相应的描述方程。解析求解漂移—扩散模型的偏微分方程，目前通常采用有限元方法求解。对于要仿真分析的器件，在其结构区域内对方程离散化，确定的载流子浓度和电位的边界条件，即可进行数值求解的。

（1）泊松方程

▿·E→=qϵ(p-n+ND-NA)---(1)]]>

泊松方程给出电场与载流子浓度之间关系，从这个方程可以看出，电子—空穴对的产生必然改变器件内部的电场。

（2）输运方程

J→n=qμnnE→+qDn▿n]]>

J→p=qμpnE→-qDp▿p---(2)]]>