[發明專利]一種器件的翻轉截面信息的獲取方法

在審

• 申請號: 202310149627.2
• 申請日: 2023-02-21
• 公開（公告）號: CN116189753A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 樊瑞睿;秋妍妍;王麗嬌
• 申請（專利權）人: 散裂中子源科學中心
• 主分類號: G11C29/56
• 分類號: G11C29/56;G06F17/12;G06F17/16;G06F30/25
• 代理公司: 廣東眾達律師事務所 44431
• 代理人: 張雪華

本發明公開了一種器件的翻轉截面信息的獲取方法，其方法步驟如下：S1：通過在待測半導體存儲器件之前設置一個中子慢化材料來改變入射到器件表面的中子能譜；S2：通過仿真及測量分別獲得通過慢化材料后照射到器件表面的中子能譜；S3：進行器件在接受中子照射時發生翻轉的概率計算；S4：進行解譜，對器件的翻轉截面進行求解。本發明中，通過根據半導體存儲器件對中子有固定的翻轉截面，利用中子慢化材料改變入射到待測半導體存儲器件表面的中子能譜，并使用仿真及測量得到通過慢化材料后輻照到器件表面的中子能譜，測試每次中子能譜改變后該器件的翻轉次數，測試其在不同能譜下的翻轉率，隨后根據奇異值分解法進行求解。

技術領域

本發明涉及翻轉截面測試技術領域，具體是一種器件的翻轉截面信息的獲取方法。

背景技術

SEE(Single?Event?Effect,單粒子效應)是指高能粒子入射到半導體器件的敏感區，經過電離產生電子-空穴對，這些電子-空穴對隨之被器件收集，對器件特性產生各種影響的總稱，SEU(Single?Event?Upsets,單粒子翻轉)是單粒子效應的一種，指的是諸如質子、中子等輻射粒子入射到半導體存儲器件內，因為直接或間接電離在粒子軌跡周圍產生大量載流子，而這些載流子被電極收集后使得存儲器內數值發生翻轉，單粒子翻轉截面定義為每個單位面積一個中子導致軟錯誤的概率。

目前中子誘發的單粒子翻轉主要通過(準)單能中子源測試和TOF技術兩種方式進行測量，其中(準)單能中子測試一般選用4-6個單能中子源，通過測試該芯片在單能中子束線輻照下的翻轉數據，之后根據測試結果將該芯片的翻轉數據擬合為Weibull分布，從而獲得器件的單粒子翻轉截面，該方法在測試上相對簡單，但因為目前的(準)單能中子源都是一個能量范圍很窄的中子能譜，并不能完全避免其他能量的中子對測試過程產生影響，同時測試往往需要在多個實驗室進行，環境等因素改變也會導致中子翻轉截面的擬合結果出現誤差；而TOF技術是通過中子飛行時間來分辨中子能量的方法，通過使用TOF技術測試單粒子翻轉截面時，一般需要使用一個外接的FPGA通過不斷讀取存儲的數據并和原始數據比較來判斷是否發生了翻轉，同時記錄引起SEU的特定中子的飛行起始時刻和終止時刻，其中，中子的起始時刻即加速器打靶時刻，而終止時刻由FPGA探測到SEU的時刻確定，因為終止時刻的確定依賴于FPGA的讀取速度，在高能中子入射時，終止時刻的誤差較大，引入了很大的不確定度，因此，該方法在高能段，具有很大的誤差。

因此，(準)單能中子源測試和TOF技術SEU翻轉截面測試方法均存在實驗條件苛刻，實驗不確定度大的缺點，基于現有技術的不足，我們提出一種器件的翻轉截面信息的獲取方法，有效降低因為測試時間地點、測試條件等外界因素引發的測試誤差，來提高翻轉截面信息相對準確性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種器件的翻轉截面信息的獲取方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種器件的翻轉截面信息的獲取方法，包括中子源、中子慢化材料和待測半導體存儲器件，其方法步驟如下：

S1：通過在待測半導體存儲器件之前設置一個中子慢化材料來改變入射到器件表面的中子能譜；

S2：通過仿真及測量分別獲得通過慢化材料后照射到器件表面的中子能譜；

S3：進行器件在接受中子照射時發生翻轉的概率計算；

S4：進行解譜，對器件的翻轉截面進行求解。

作為本發明進一步的方案：所述S1中，首先，通過在待測半導體存儲器件之前設置一個中子慢化材料來改變中子源入射到待測半導體存儲器件表面的中子能譜。

作為本發明再進一步的方案：所述S2中，根據中國散裂中子源CSNS反角白光中子實驗裝置廳2的中子能譜進行理論計算及實際測量。