纳米级集成电路SET软错误率分析技术研究

辐射效应导致的组合逻辑SET 是纳米工艺下最重要的可靠性问题之一。集成电路设计者迫切的需要各种分析技术评估SET软错误率，以便选择合理的加固和优化策略。目前SET软错误率分析面临巨大的挑战，电路和器件模拟的方法所能处理的电路规模极其有限，而经验或半经验的方法误差很大。本课题拟对SET的软错误率分析技术展开全面的研究，重点研究SET产生过程中的距离效应的建模、SET重汇聚传播分析技术和伴随输入跳变的SET传播分析技术，研究成果将结合时序逻辑SEU的分析技术扩展到有限自动机的软错误率分析。本课题面向纳米工艺，涉及SET辐照效应机理、SET的建模与模拟、集成电路EDA技术、抗辐照集成电路设计等多项关键技术，有望取得原创性的研究成果，对研制下一代纳米级高性能抗辐照集成电路具有重要的理论意义和实践价值。

本课题对SET的软错误率分析技术展开了全面的理论和试验研究，取得了一系列原创性的研究成果，对研制下一代纳米级高性能抗辐照集成电路具有重要的意义。主要成果如下：. 1. 深入开展纳米CMOS器件SET距离效应的机理研究。揭示了双极放大效应对SET脉冲的影响、三阱工艺对SET距离效应影响、NBTI对SET距离效应及MSET的影响、P+深阱掺杂对SET距离效应的影响、阱和衬底接触对SET距离效应影响、SET距离效应导致的脉冲截断效应等的物理机理。. 2. 深入开展了纳米CMOS器件SET产生及传播分析技术的研究。提出了SET产生的电路级解析模型，构建了完整的组合逻辑软错误率分析框架。完成了基于三级混合模拟的MMAT分析工具和基于符号运算的SERAR分析工具的编写。对SET重汇聚传播、多SET传播、距离效应导致的敏感面积增大、伴随输入跳变的SET传播等提出了分析算法。提出了利用SET脉冲截断进行加固的方法。. 3. 对理论研究成果进行了试验验证。分别设计了两款测试芯片，通过重离子试验验证了SET距离效应和多SET传播分析技术。. 项目研究期间，本课题负责人获军队科技进步三等奖1项，湖南省优秀博士论文1篇；课题组成员湖南省优秀硕士论文1篇，国防科大优秀硕士论文2篇。累计在国内外期刊和会议上发表论文30篇，其中SCI检索23篇，IEEE Tran. Nucl. Sci. 2篇、IEEE Tran. Device and Material Reliab. 4篇，辐射效应国际顶级会议NSREC 3篇。培养博士3人，硕士4人。申请国家发明专利16项。出色的完成了研究计划。