随着晶体管特征大小的降低,对能量颗粒的敏感性会增加[1-3]。由于电子系统在恶劣的环境中的广泛使用,对辐射效应的缓解技术已在文献中得到了大量研究[4-7]。可以从制造过程修改到不同设计实现的辐射硬化策略。修改掺杂曲线,对沉积过程的优化和使用不同材料的使用是按过程(RHBP)技术众所周知的辐射硬化的示例。但是,除了其较高的成本外,RHBP通常是最先进的CMOS流程后面几代人,导致低级性能。另一方面,通过设计(RHBD)进行辐射硬化可有效提供对辐射效应的硬度[7]。这些技术可以从电路布局到系统设计的不同级别的抽象级别实现。单事件效应(SEE)的产生机制与综合电路(ICS)的物理布局密切相关,例如,在晶体管的P-N连接中,能量沉积和电荷收集之间的关系。因此,可以在电路布局级别上应用几种硬化方法,例如封闭的布局晶体管(ELT),防护环,虚拟晶体管/门或双互锁存储单元(DICE)[6-9]。
在第一种情况下,使用“理想自举”电路,其中 VCC 由零欧姆电源驱动,理想二极管为 VB 供电。下冲现在与 Vcc 相加,导致自举电容器过充电,如图 2 所示。举例来说,如果 VCC =15V,则超过 10V 的 VS 下冲会迫使浮动电源超过 25V,从而有二极管 D1 击穿和随后闩锁的风险。现在假设自举电源被图 3 中的理想浮动电源取代,这样 VBS 在任何情况下都是固定的。请注意,使用低阻抗辅助电源代替自举电路可以解决这种情况。
摘要 — 通过比较穿过传感臂和参考臂的光信号,干涉光子传感器使用简单的单波长激光源实现了显著的灵敏度和检测限。原则上,通过比较穿过单个传感波导的两种模式的传播,基于双模波导的传感器可以在不需要参考臂的情况下提供相同的优势。然而,双模传感器的典型实现面临两个挑战:(i) 传感器输入和输出处的突变模式激发和重组效率低下、功率不平衡且产生可能掩盖小传感信号的杂散反射,(ii) 输出信号的正弦性质可能导致读出模糊。这里我们提出了一种螺旋状双模折射率传感器,它具有全模式转换、多路复用和解复用以及相干相位检测,可提供具有紧凑而稳健布局的明确线性相位读出。我们的传感器设计为1550 nm 中心波长,在氮化硅平台上制造,并通过体传感实验验证,检测限达到 1. 67 · 10 −7 RIU。
来源:2017 年 9 月 6 日 X9.3 太阳耀斑 地区:地球日 持续时间:几分钟 影响:具有 30 海里左右强 EUV 成分的太阳耀斑会严重影响用于航空、海上导航等的 GNSS 定位服务。所有可见的 GNSS 卫星系统都受到类似影响,包括 GPS、GLONASS 和伽利略。
本文介绍了K-均无监督的机器学习算法的新应用,以在电子设备的重合离子辐照实验中识别噪声中的单个事件瞬态(SET)事件的问题。我们通过分析MOSFET晶体管的几种重型离子照射产生的集合事件的实验数据集来探索K-均值算法的性能。分别使用隔离森林和随机森林算法研究了所选特征(平均偏差,偏度和峰度)的数据异常和有效性。结果表明,K均值算法具有很高的能力,可以使用前四个统计矩作为特征从噪声中识别事件,从而允许将这种方法用于现场事件检测和诊断,而无需以前的算法训练或实验数据的预先分析。
辐射引起的效应对现代 CMOS 技术的可靠性构成威胁。晶体管尺寸的缩小、电源电压的降低和工作频率的提高,已导致单粒子瞬变 (SET) 成为纳米 CMOS 晶体管的主要可靠性问题 [1–3]。质子、中子或重离子等高能粒子可以撞击芯片并产生电流放电。在组合逻辑中观察到的这种电流脉冲称为 SET。当此脉冲到达存储元件并改变其值时,会导致称为单粒子翻转 (SEU) 的错误。瞬变和存储翻转这两种效应在文献中被称为软错误 (SE),因为它们不是破坏性效应。文献中介绍了几种用于评估数字电路对 SET 和 SEU 的鲁棒性的技术。基于模拟的方法允许在复杂电路的设计流程中进行早期评估,并采用缓解策略来实现应用约束。例如,可以进行 TCAD(技术计算机辅助设计)模拟,以模拟粒子与组成电子设备的材料之间的相互作用。尽管这种方法可以达到最高的精度,但它不是一种可扩展的方法,通常用于研究基本结构(如 pn 结或单个晶体管)中的基本机制。另一种计算成本较低的方法是 TCAD 混合模式方法,其中仅将打击晶体管建模为 TCAD 设备,而其余设备则使用 SPICE 建模进行模拟。在这种情况下,可以研究多个晶体管,从而模拟逻辑门和小电路块。为了提高可扩展性,SPICE 中基于电流的模型可以模拟
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此外,当在这些先进节点中考虑单粒子瞬变 (SET) 时,对软错误的敏感性会变得更加糟糕。此类 SET 可能是由高能粒子(如宇宙中子)撞击半导体器件敏感区域引起的,这会影响电路性能。16,17 例如,当粒子撞击硅衬底时,它们会产生二次电子-空穴对,这些电子-空穴对可被周围的 pn 结收集,从而影响器件行为。18,19 发射的阿尔法粒子主要是由于芯片封装中的铀和钍杂质的放射性衰变。当阿尔法粒子穿过半导体器件时,电子会沿着阿尔法粒子的轨迹从晶格位置脱落。20,21 临界电荷是翻转逻辑所需的最小电荷。除了单粒子放电 (SET) 之外,撞击还可能导致单粒子翻转 (SEU),这两者都会妨碍电路的正常运行,并导致软错误。22-25 质子的直接电离可能会导致临界电荷 (Q crit) 较低的器件发生 SEU。26
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