Анализ основных подходов к моделированию эффектов сбоев в изделиях микроэлектроники при воздействии отдельных ядерных частиц

Анатолий Александрович Смолин

Аннотация


В статье представлены результаты анализа основных существующих программных средств для моделирования эффектов сбоев в микросхемах с глубоко-субмикронными проектными нормами. Данные программные средства призваны заменить устаревший подход к оценке интенсивности сбоев, основанный на модели интегральной прямоугольной чувствительной области. Выделены три основных подхода применяемых в средствах моделирования эффектов сбоев: использование инструментов для моделирования взаимодействия частиц с веществом совместно с моделью прямоугольной чувствительной области, использование инструментов для моделирования взаимодействия частиц с веществом совместно с аналитическими моделями собирания заряда и средствами схемотехнического моделирования, и использование инструментов для моделирования взаимодействия частиц с веществом совместно со средствами приборно-технологического моделирования.

Ключевые слова


одиночные сбои; многократные сбои; отдельные ядерные частицы; моделирование

Полный текст:

PDF

Литература


1. Mavis D. G., Eaton P. H., Sibley M. D. SEE characterization and mitigation in ultra-deep submicron
technologies // 2009 IEEE International Conference on IC Design and Technology ‒ Austin, USA, 2009. ‒ C.
105-112.

2. Gasiot G., Giot D., Roche P. Multiple Cell Upsets as the Key Contribution to the Total SER of 65 nm CMOS
SRAMs and Its Dependence on Well Engineering // Nuclear Science, IEEE Transactions on. ‒ 2007. ‒ T. 54,
№ 6. ‒ C. 2468-2473.

3. Boruzdina A. B., Grigor’ev N. G., Ulanova A. V. Effect of topological placement of memory cells in memory
chips on multiplicity of cell upsets from heavy charged particles // Russian Microelectronics. ‒ 2014. ‒ T. 43,
№ 2. ‒ C. 96-101.

4. Dodds N. A., Reed R. A., Mendenhall M. H., Weller R. A., Clemens M. A., Dodd P. E., Shaneyfelt M. R.,
Vizkelethy G., Schwank J. R., Ferlet-Cavrois V., Adams J. H., Schrimpf R. D., King M. P. Charge Generation
by Secondary Particles From Nuclear Reactions in BEOL Materials // IEEE Transactions on Nuclear Science.
‒ 2009. ‒ T. 56, № 6. ‒ C. 3172-3179.

5. Chumakov A. I., Sogoyan A. V., Boruzdina A. B., Smolin A. A., Pechenkin A. A. Multiple Cell Upset
Mechanisms in SRAMs // 2015 15th European Conference on Radiation and Its Effects on Components and
Systems (RADECS) ‒ Moscow, Russia, 2015. ‒ C. 1-5.

6. Boruzdina A. B., Sogoyan A. V., Smolin A. A., Ulanova A. V., Gorbunov M. S., Chumakov A. I., Boychenko
D. V. Temperature Dependence of MCU Sensitivity in 65nm CMOS SRAM // IEEE Transactions on Nuclear
Science. ‒ 2015. ‒ T. 62, № 6. ‒ C. 2860-2866.

7. MCNPX User's Manual, Version 2.7.0 / Los Alamos National Laboratory. ‒ Los Alamos, USA, 2011. ‒ 645 c.

8. Battistoni G., Cerutti F., Fassò A., Ferrari A., Muraro S., Ranft J., Roesler S., Sala P. R. The FLUKA code:
description and benchmarking // AIP Conference Proceedings. ‒ 2007. ‒ T. 896, № 1. ‒ C. 31-49.

9. Edmonds L. D. A Proposed Transient Version of the ADC Charge-Collection Model Tested Against TCAD //
IEEE Transactions on Nuclear Science. ‒ 2011. ‒ T. 58, № 1. ‒ C. 296-304.

10. Chumakov A. I. Modified Charge Collection Model by Point Node for SEE Sensitivity Estimation // 2015 15th
European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems (RADECS) ‒ Moscow,
Russia, 2015. ‒ C. 1-5.

11. Warren K. M., Sternberg A. L., Weller R. A., Baze M. P., Massengill L. W., Reed R. A., Mendenhall M. H.,
Schrimpf R. D. Integrating Circuit Level Simulation and Monte-Carlo Radiation Transport Code for Single
Event Upset Analysis in SEU Hardened Circuitry // IEEE Transactions on Nuclear Science. ‒ 2008. ‒ T. 55, №
6. ‒ C. 2886-2894.

12. Tang H. H. K. SEMM-2: A new generation of single-event-effect modeling tools // IBM Journal of Research
and Development. ‒ 2008. ‒ T. 52, № 3. ‒ C. 233-244.

13. Hubert G., Duzellier S., Inguimbert C., Boatella-Polo C., Bezerra F., Ecoffet R. Operational SER Calculations
on the SAC-C Orbit Using the Multi-Scales Single Event Phenomena Predictive Platform (MUSCA SEP3) //
IEEE Transactions on Nuclear Science. ‒ 2009. ‒ T. 56, № 6. ‒ C. 3032-3042.

14. Wrobel F., Saigné F. MC-ORACLE: A tool for predicting Soft Error Rate // Computer Physics
Communications. ‒ 2011. ‒ T. 182, № 2. ‒ C. 317-321.

15. Autran J.-L., Semikh S., Munteanu D., Serre S., Gasiot G., Roche P. Soft-Error Rate of Advanced SRAM
Memories: Modeling and Monte Carlo Simulation // Numerical Simulation - From Theory to Industry /
Andriychuk M., InTech, 2012. ‒ C. 309-336.

16. Gong D., Shen C. Full-TCAD Device Simulation of CMOS Circuits with a Novel Half-Implicit Solver // 2012
International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices ‒ Denver, USA, 2012. ‒ C.
272-275.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.