[发明专利]一种基于IBIS模型模拟系统级封装剂量率效应的方法

说明书

本发明公开了一种基于IBIS模型模拟系统级封装剂量率效应的方法，别是瞬时剂量率效应。利用系统级封装内部不同子芯片的IBIS模型和版图布线的电气特性，通过信号完整性仿真检测各集成电路中敏感引脚、敏感网络和信号响应；并给出了评估瞬时剂量率效应导致的辐射脉冲在系统级封装内不同子芯片之间的传播的一般方法。本方法将在IBIS模型的基础上，实现瞬时电流信号传递的较高精度模拟，同时巧妙地避开了SPICE模型因包含了芯片详细的内部信息而不便公开以至于难以获得的困难以及仿真速度慢的情况。

技术领域

本发明属于核技术应用——辐射效应技术领域，具体涉及一种基于IBIS模型模拟系统级封装剂量率效应的方法。

背景技术

国际半导体技术发展路线组织(International Technology Roadmap forSemiconductor,ITRS)在集成电路发展路线图中指出，系统级芯片(System on Chip,SoC)和系统级封装(System in Package,SiP)为未来半导体技术的发展趋势。系统级封装是指将多个集成电路裸片封装到一个芯片，组成一个系统的技术。系统级封装相较于系统级芯片拥有成本小、设计难度低、兼容性好、设计周期短等特点。系统级封装可以继承现有封装和工艺技术，单芯片可以实现多个功能以及功耗低等优势。军事和航天系统的小型化和轻量化已经要求研制和使用系统级封装。系统级封装的应用环境有核爆辐射环境、宇宙γ射线爆、脉冲加速器和对撞机产生的瞬时辐射环境，但目前对系统级封装辐照效应的研究较少。对于单个半导体器件，通常采用TCAD(Technology Computer Aided Design)进行3D建模，获得器件级别的瞬时剂量率响应，或对关键节点建模采用混合电路仿真。对于电路级别，一般采用考虑瞬时剂量率效应的SPICE模型进行仿真。基于TCAD和SPICE的仿真都建立在低级数据基础上，需要对海量的芯片基础结构数据进行运算，因而仿真速度较慢。系统级封装是一个完整的系统，封装了多个芯片且内部芯片工艺可能不同，布局布线的影响已经不能忽略。同样，基于TCAD和SPICE的仿真，无法解决辐射导致的瞬态电流/电压脉冲在系统级封装内部不同子芯片的传播。基于器件和电路级别的仿真已经无法满足系统级封装系统级辐照效应研究的需求，因此难以被应用于系统级的电路仿真。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于IBIS模型模拟系统级封装剂量率效应的方法，通过这种方法，可以得到瞬时剂量率效应产生的脉冲信号在敏感管脚拓扑结构中的传递过程和进入下级子芯片的响应信号；可以通过结合下级子芯片的功能与传播至下级子芯片的响应信号，获得下级子芯片对传输至下级子芯片的响应信号的响应；还可以获得瞬时剂量率产生的瞬态脉冲在系统级封装内部子芯片之间的传播规律。

为达到上述目的，本发明所述一种基于IBIS模型模拟系统级封装剂量率效应的方法，包括以下步骤：

步骤1、获得系统级封装内部所有子芯片的IBIS模型；

步骤2、对系统级封装内部所有子芯片进行实验测量，在不同软件中结合步骤1得到的IBIS模型和系统级封装版图获得系统级封装内部所有子芯片的敏感管脚拓扑结构以及敏感管脚的瞬态电流/电压脉冲；

步骤3、用不同软件检验步骤2建立的子芯片敏感管脚拓扑结构是否正确，若检验结果为正确，则进行步骤4，否则调整步骤2建立的敏感管脚拓扑结构，直至检验结果为正确；

步骤4、向通过检验的敏感管脚拓扑结构添加瞬态脉冲进行仿真，得到脉冲信号在敏感管脚拓扑结构中的传递过程和进入下级子芯片的响应信号；

步骤5、分析敏感管脚拓扑结构中与敏感管脚相关联的下级子芯片对瞬态脉冲的响应：结合下级子芯片的功能与输入至下级子芯片的瞬态脉冲信号，获得步骤4中进入下级子芯片的响应信号对下级子芯片的响应；

步骤6、对所有敏感管脚拓扑结构的瞬态脉冲响应进行统计；