[發明專利]一種SRAM型FPGA單粒子翻轉效應仿真方法

有效

• 申請號: 201310547929.1
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103577643A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 祝名;張磊;羅磊;于慶奎;孫毅;唐民
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種SRAM型FPGA單粒子翻轉效應仿真方法，其特征在于步驟如下：

（1）根據待仿真器件的設計和工藝參數，通過電子器件三維建模工具對所述待仿真器件進行三維建模，得到待仿真器件的三維模型；所述待仿真器件是指SRAM型FPGA；

（2）使用三維模型網格劃分工具對步驟（1）中得到的三維模型進行網格劃分，生成網格化的器件結構，網格結構與器件的結構匹配，在溝道、輕摻雜區以及PN結邊界對網格進行細化；

（3）根據輻射粒子特性工具計算得到不同入射粒子的能量損失、射程和入射半徑，并作為待仿真器件單粒子翻轉效應仿真的輸入文件；所述輻射粒子特性工具為SRIM；

（4）若所述待仿真器件的電路結構小于六個晶體管，則對所述待仿真器件進行單粒子翻轉效應仿真時采用器件級TCAD仿真方法；

若所述待仿真器件的電路結構大于等于六個晶體管，則對所述待仿真器件進行單粒子翻轉效應仿真時采用器件級TCAD和電路級Spice混合仿真方法；

（5）根據步驟（2）中得到的網格劃分之后的三維模型、步驟（3）中得到的輸入文件以及步驟（4）中選擇的仿真方法，對所述待仿真器件進行單粒子翻轉效應仿真；

（6）改變入射粒子，重復執行步驟（5），對所述待仿真器件進行多次單粒子翻轉效應仿真；

（7）根據所述待仿真器件的電路輸出電壓值判斷是否發生單粒子翻轉，確定單粒子翻轉閾值、臨界電荷和翻轉截面；

（8）將得到的單粒子翻轉仿真結果與地面輻照試驗結果進行比對從而驗證正確性；所述單粒子翻轉仿真結果是指單粒子翻轉閾值、臨界電荷和翻轉截面。

2.根據權利要求1所述的一種SRAM型FPGA單粒子翻轉效應仿真方法，其特征在于：所述步驟（1）中通過電子器件三維建模工具對所述待仿真器件進行三維建模具體為：

（2.1）對所述待仿真器件的各個組成部分，選擇相應的工藝材料，使得仿真時設定的工藝材料和該組成部分的真實工藝材料相同；

（2.2）對所述待仿真器件中的所有晶體管，按照如下順序進行設置，進而得到所述待仿真器件的三維模型：設置襯底厚度、設置多晶硅柵厚度、設置柵氧厚度、設置P阱接觸、設置柵長、設置柵寬、設置有源區位置、建立P阱接觸區域、設置STI隔離、生成襯底、生成接觸、襯底摻雜、多晶硅柵摻雜、P阱接觸摻雜、深P阱摻雜和P阱摻雜；

（2.3）根據所述待仿真器件的I-V特性曲線，對所述待仿真器件的工藝和設計參數進行校準：以I_d-V_ds特性曲線對構造的待仿真器件三維模型進行校準，通過多次迭代地調整LDD、Halo、閾值電壓和注入摻雜參數，獲得校準后的器件三維模型。

3.根據權利要求1所述的一種SRAM型FPGA單粒子翻轉效應仿真方法，其特征在于：所述電子器件三維建模工具為Sentaurus軟件中的Structure?Editor工具。

4.根據權利要求1所述的一種SRAM型FPGA單粒子翻轉效應仿真方法，其特征在于：所述三維模型網格劃分工具為MESH軟件。

5.根據權利要求1所述的一種SRAM型FPGA單粒子翻轉效應仿真方法，其特征在于：所述待仿真器件進行單粒子翻轉效應仿真時采用器件級TCAD和電路級Spice混合仿真方法具體為：對SRAM型FPGA電路單元中單粒子翻轉最敏感的晶體管進行器件級三維建模，電路中其它晶體管由電路級Spice模型代替；選擇輻射粒子，對器件級三維模型進行入射；將器件級三維模型與電路級Spice模型加入仿真器中，對所述待仿真器件進行單粒子翻轉效應仿真。