纳米级射频/数模混合信号集成电路单粒子瞬态效应软错误的模拟分析方法研究

射频/数模混合信号集成电路已经进入纳米时代。单粒子瞬态效应已经成为引起纳米级射频/数模混合信号集成电路可靠性问题的重要原因之一。本项目旨在开展纳米工艺射频/数模混合信号集成电路的单粒子瞬态效应软错误模拟分析方法的先期研究。面向纳米工艺，结合射频/数模混合信号集成电路设计、模拟仿真方法、信号处理技术和单粒子辐照实验，研究纳米器件SET瞬态效应、建模仿真方法和SET脉冲特征建模方法；单粒子瞬态脉冲波形在纳米级射频/数模混合信号集成电路中的传播机理、模拟仿真和分析方法； SET脉冲波形的测量方法及其对电路功能和性能指标影响的分析方法；单粒子瞬态效应的测试验证方法，形成系统化、层次化的纳米级射频/数模混合信号集成电路单粒子瞬态效应软错误的模拟分析框架和方法，为开发下一代高性能纳米级抗辐射射频/数模混合信号集成电路奠定理论基础、方法指导和抗单粒子瞬态效应的加固设计评估，有效提高和保障电路的可靠性。

本项目面向空间应用需求，联合中国电子科技集团公司第二十四研究所模拟集成电路国防重点实验室和国防科学技术大学微电子与微处理器研究所，发挥双方各自的优势，开展了纳米工艺射频/数模混合信号集成电路的单粒子瞬态效应软错误模拟分析方法的研究，开展的研究工作包括：① 纳米器件SET效应、建模仿真方法和SET脉冲特征建模方法研究；② SET脉冲波形在纳米级射频/数模混合信号集成电路中的传播机理、模拟仿真和分析方法研究；③ SET脉冲波形的测量方法及其对电路功能和性能指标影响的分析方法研究；④ 单粒子瞬态效应的辐照测试验证方法研究。以基础研究指导实践，以实践检验基础研究，取得了一系列研究成果，主要包括：..1）纳米器件级单粒子瞬态（SET）的蒙特卡洛模拟方法；..2）纳米器件级单粒子瞬态（SET）的TCAD模拟分析方法；..3）基于TCAD对所发现的新型触发器翻转机制的模拟分析方法；..4）电路级软错误的传播模拟分析及抑制方法；..5）单元间SET抑制效应的模拟分析方法；..6）软错误故障检测与测试设计技术，包括混合信号电路面向软错误的可测性设计技术；..7）一种新的辐照试验方法与重离子试验方法。. 截止到本项目结题，受本项目资助或部分资助，已发表学术论文28篇，已发表/录用论文4篇（SCIE），已发表/录用10篇（EI源），其中，国际期刊2篇(发表)，国内一级期刊2篇（录用），核心期刊10篇（发表），国际/国内会议14篇，博士学位论文3篇，硕士学位论文6篇，申请国家/国防发明专利24项。培养已毕业博士研究生3名，已出站博士后1名，即将毕业的在读博士研究生1名，已毕业硕士研究生6名，即将毕业的在读硕士研究生2名。. 本项目的成果已成功应用到型号项目“XXX辐照加固高速串并接口SerDes IP核”和预研项目“XXX辐照加固直接数字频率合成器研制”的设计之中。