文档介绍：静态存储器单粒子翻转截面数值仿真研究曹洲颜则东宋恒杰(航天工业总公司五院五一0所兰州市九十四号信箱730000) 摘要本文针对sR^lI器件提出了单羊:【2:,在部分地面模拟试验数据基础上,通过数值计算. 可得到sR^ll器件的d~,仿真计算出的 G—LET曲线可应用在sR^M器件空间翻转率的预示分析上,预示结果与美蟊海军实验室研制的cRE她的计算结果十分吻合。研制成功的仿真计算软件成功地应用于航天嚣抗辐射加固设关键词。单粒子效应。,静态存储器 (SRAM)的单粒子翻转(SEU)截面o(每单位通量所测到的翻转个数) 随有效LET值(离子的线性能量传输值(LET)除以入射束流与芯片表面夹角的余弦值)变化的关系曲线,进行计算机数值仿真研究“1”的重要意义有两点:其一,可以借助它们对SEU的基本机理有更深入的理解:其二,可用其评价和预示待用存贮器件在空同辐射环境中的易损性。 ,使用单能离子柬测量其SEU,可望产生一个阶跃翻转截面曲线。基于这种简单描述,曲线上从零到最大翻转截面转换点应对应一个有效LET值。该值使入射离子在存贮器单元的敏感区域中,正好沉积足够的一电荷雨引起该位状态发生变化。但是,实验结果表明。有效LET值轴f句从零到最大截面的转换处,却存在一个令人费解的过渡宽度。。这正是人们在仿真建模过程中需要思考和加以诠释的问题。采用期望值仿真模型(亦称几率仿真模型)的数值仿真是将SEU过程视为~个随机过程,用统计规律来解释和理解翻转截面曲线形状的变化。,该模型分析了导致重离子翻转截面曲线偏离理想阶跃函数特性的所有重要机理,依据入射重离子在存贮器单元内产生电荷沉积的概念,从两方面入手考虑问题: ,其中包括离子能量沉积过程的随机效应和离子穿过单元耐径迹长度的几率分布: 436 l纛。曹州颜删东宋恒杰:静态存储器单粒子翻转截面数值仿真研究 ,把依赖于LET的敏感体积大小问题和由于工艺过程造成单元闻对SEU有不同敏感性的问艇放到一起共同考虑。为了避免有效LET概念使用的含混不清, 把描述电荷沉积过程和存贮单元响应的几率关系均表示为存贮单元中沉积电荷的函数. 3。t数值仿真模型当宇宙高能重离子与静态存储器(sR删)发生相互作用时,撞击内存单元的离子在单元内所产生的电荷过程是一随机过程,通过几何结构化内存单元体积,,内存单元状态是否发生翻转,, 就可将翻转截面比值用几率的积分形式表达。翻转截面0的表达式可写为: 其中:Pl=,(1一exp(一9(Q/堪)。))艮d瓯?? P-;=(I/42ⅡS。)exp((一I/2)((4一旗)/S。)2) ??除20tan 0/(a+btano)·(i/)+((a-brane)/(a+btane))·PI Q<Q.”??(4a) Rd-((a-bran o)/(a+btano))-Pl, Q≥吼ff ??(4b) Pg=(1/(√(2Ⅱ)sq。r0)exp(-(()/Sq,f0 2) ??融”=厦甜伪k”·b ?? f6) L“r=LET/cos ?? Sq。,f=(董46X10-"强。·(67 6))”?? 6y 5=n 4443r10。?” ,该仿真程序不是一般意义的实验数据光滑拟合,而是寻求附合实验数据模型参数集(Qo、B和n),即是一种期望值模型计算分析. 儡是单元发生翻转的平均临界电荷-B和n是根据实验数据来确定的参数。这里简化假设B和n与单元间的差异无关,,B 决定当妒Q尉单元非零的翻转几率,而n在很大程度上决定着敏感体积随沉积电荷Q的增加面增大的速率。n可以为整数亦可为分数。 3,3算法要点曹州颜则东束恒杰;静态存储器单粒子翻转截面数值仿真研究被积函数是一个复杂的性态不良的受多参数影响的二元函数,作这样一个函数的二重无穷积分是困难的,舍入误差和积分限以及步长的选择都是其中的重要问题。必须十分小心。研制成功的仿真软件算法要点有以下几点: —Legendre求积法作多重积分,