獲取大氣中子單粒子效應(yīng)敏感器件敏感截面的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種獲取大氣中子單粒子效應(yīng)敏感器件敏 感截面的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 自然空間環(huán)境中存在IMeV~lOOOMeV的高能大氣中子，帶有存儲結(jié)構(gòu)復(fù)雜微電子 器件的機(jī)載電子設(shè)備在飛行高度為3000~20000米的自然空間環(huán)境中必然會遭遇大約每 小時每平方厘米300~18000個IMeV~lOOOMeV的高能大氣中子，產(chǎn)生單粒子效應(yīng)，從而 影響電子設(shè)備的可靠性。國際上用敏感截面來表征器件在中子環(huán)境中的單粒子效應(yīng)敏感特 性。但是，目前國內(nèi)還沒有真實(shí)環(huán)境下的敏感截面數(shù)據(jù)，并且飛行試驗(yàn)成本較高。因此，通 過地面模擬試驗(yàn)成為有效的評價器件大氣中子單粒子效應(yīng)敏感特性方法之一。
[0003] 國內(nèi)，可用于開展地面模擬試驗(yàn)的試驗(yàn)源為14MeV中子輻射源，但是，由于該中子 源為單能中子源，而真實(shí)環(huán)境下中子的能量并不是單能的，因此，利用現(xiàn)有的14MeV中子輻 射源進(jìn)行的模擬試驗(yàn)所得敏感器件的敏感截面與真實(shí)環(huán)境敏感器件的敏感截面還是存在 一定的誤差的，并不能直接用于表征敏感器件在真實(shí)環(huán)境下的敏感特性，進(jìn)而導(dǎo)致無法準(zhǔn) 確地對機(jī)載電子設(shè)備中敏感器件進(jìn)行安全性分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種獲取大氣中子單粒子效應(yīng)敏感器件敏感 截面的方法及裝置，通過修正預(yù)定輻射源的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲得真實(shí)環(huán)境下大氣中子單粒子效 應(yīng)敏感器件的敏感截面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對機(jī)載電子設(shè)備在自然空間環(huán)境中遭遇高能中子進(jìn)行針 對性防護(hù)與評價。
[0005] 本發(fā)明提供了一種獲取大氣中子單粒子效應(yīng)敏感器件敏感截面的方法，該方法包 括：
[0006] 采用預(yù)定輻射源進(jìn)行地面模擬實(shí)驗(yàn)，獲取在預(yù)定輻射源輻射下敏感器件敏感截面 的觀測值σ ，并監(jiān)測所述模擬實(shí)驗(yàn)中敏感器件的單粒子效應(yīng)錯誤個數(shù)NOTd;
[0007] 根據(jù)所述單粒子效應(yīng)錯誤個數(shù)NOTd以及預(yù)設(shè)的敏感截面的測量精度要求，計算隨 機(jī)誤差的值ε ;
[0008] 根據(jù)所述模擬實(shí)驗(yàn)中預(yù)定輻射源的系統(tǒng)誤差Α。以及所述隨機(jī)誤差的值ε計算修 正因子的值A(chǔ) ;
[0009] 根據(jù)所述修正因子的值A(chǔ)對所述在預(yù)定輻射源輻射下敏感器件敏感截面的觀測 值0觀測進(jìn)訂修正。
[0010] 優(yōu)選的，所述根據(jù)所述單粒子效應(yīng)錯誤個數(shù)NOTd以及預(yù)設(shè)的敏感截面的測量精度 要求，計算隨機(jī)誤差的值ε，具體包括：
[0011] 根據(jù)敏感截面的測量精度計算模型計算精度因子a ;
[0012] 根據(jù)所述精度因子a以及所述單粒子效應(yīng)錯誤個數(shù)NOTd計算隨機(jī)誤差的值ε，公 式如下
[0013]
[0014] 優(yōu)選的，所述根據(jù)所述模擬實(shí)驗(yàn)中預(yù)定輻射源的系統(tǒng)誤差A(yù)。以及所述隨機(jī)誤差的 值ε計算修正因子的值A(chǔ)，具體公式如下 ：
[0015] A = Α。土 ε。
[0016] 優(yōu)選的，所述根據(jù)所述修正因子的值Α對所述在預(yù)定輻射源輻射下敏感器件敏感 截面的觀測值進(jìn)行修正，具體包括：
[0017] 計算所述修正因子Α與所述在預(yù)定輻射源輻射下敏感器件敏感截面的觀測值〇 ^ aj的乘積，得到大氣中子單粒子效應(yīng)敏感器件的敏感截面σ。，公式如下：
[0018] σ〇= σ 觀測 ΧΑ。
[0019] 優(yōu)選的，所述精度因子a為1.96。
[0020] 相應(yīng)的，本發(fā)明還提出了一種獲取大氣中子單粒子效應(yīng)敏感器件敏感截面的裝 置，所述裝置包括：
[0021] 獲取模塊，用于采用預(yù)定輻射源進(jìn)行地面模擬實(shí)驗(yàn)，獲取在預(yù)定輻射源輻射下敏 感器件敏感截面的觀測值σ SiW，并獲取監(jiān)測到的所述模擬實(shí)驗(yàn)中敏感器件的單粒子效應(yīng) 錯誤個數(shù)Nend;
[0022] 第一計算模塊，用于根據(jù)所述單粒子效應(yīng)錯誤個數(shù)NOTd以及預(yù)設(shè)的敏感截面的測 量精度要求，計算隨機(jī)誤差的值ε ;
[0023] 第二計算模塊，用于根據(jù)所述模擬實(shí)驗(yàn)中預(yù)定輻射源的系統(tǒng)誤差Α。以及所述隨機(jī) 誤差的值ε計算修正因子的值A(chǔ) ;
[0024] 修正模塊，用于根據(jù)所述修正因子的值A(chǔ)對所述在預(yù)定輻射源輻射下敏感器件敏 感截面的觀測值σ SiW進(jìn)行修正。
[0025] 優(yōu)選的，所述第一計算模塊包括：
[0026] 精度因子計算單元，用于根據(jù)敏感截面的測量精度計算模型計算精度因子a ;
[0027] 隨機(jī)誤差計算單元，用于根據(jù)所述精度因子a以及所述單粒子效應(yīng)錯誤個數(shù)NOTd 計算隨機(jī)誤差的值ε，公式如下：
[0028]
[0029] 優(yōu)選的，所述第二計算模塊具體用于，根據(jù)所述模擬實(shí)驗(yàn)中預(yù)定輻射源的系統(tǒng)誤 差Α。以及所述隨機(jī)誤差的值ε計算修正因子的值Α，具體公式如下 ：
[0030] A = Α。土 ε。
[0031] 優(yōu)選的，所述修正模塊具體用于，計算所述修正因子Α與所述在預(yù)定輻射源輻射 下敏感器件敏感截面的觀測值σ SiW的乘積，得到大氣中子單粒子效應(yīng)敏感器件的敏感截 面〇。，公式如下：
[0032] σ ο= σ 觀測 X Α。
[0033] 采用本發(fā)明提出的獲取大氣中子單粒子效應(yīng)敏感器件敏感截面的方法及裝置，利 用了不可重復(fù)抽樣的計算方法，對試驗(yàn)所獲得的預(yù)定輻射源下中子單粒子效應(yīng)敏感器件的 敏感截面進(jìn)行修正，獲得真實(shí)環(huán)境下大氣中子單粒子效應(yīng)敏感器件的敏感截面，準(zhǔn)確的獲 敏感取器件的故障率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對機(jī)載電子設(shè)備在自然空間環(huán)境中遭遇高能中子進(jìn)行針對 性防護(hù)與評價。
【附圖說明】
[0034] 通過參考附圖會更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理 解為對本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中：
[0035] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提出的一種獲取大氣中子單粒子效應(yīng)敏感器件敏感截面 的方法流程圖；
[0036] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提出的一種獲取大氣中子單粒子效應(yīng)敏感器件敏感截面 的裝置模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0038] 帶有存儲結(jié)構(gòu)復(fù)雜微電子器件的機(jī)載電子設(shè)備在飛行高度（3000~20000米）的 自然空間環(huán)境中必然會遭遇大約每小時每平方厘米300~18000個IMeV~lOOOMeV的高 能大氣中子。這些高能中子會穿透機(jī)艙蒙皮，打在機(jī)載電子設(shè)備的核心指令控制單元或關(guān) 鍵數(shù)據(jù)存儲單元上，產(chǎn)生軟錯誤與硬故障，導(dǎo)致導(dǎo)航（導(dǎo)航接收機(jī)）、雷達(dá)探測系統(tǒng)（有源相 控陣?yán)走_(dá)）、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（AFDX網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)）、通信（光纖/總線）、高速計算機(jī)系統(tǒng)、航空電子 設(shè)備、發(fā)動機(jī)（FADEC)、電傳系統(tǒng)、自動駕駛技術(shù)、飛行告警、顯τκ屏、其它含有電子器件的飛 行系統(tǒng)等出現(xiàn)黑屏、死機(jī)、復(fù)位、重啟、數(shù)據(jù)丟失、命令丟失等安全性危害。為了建立防護(hù)與 評價體系，首先需要獲得真實(shí)環(huán)境下大氣中子單粒子效應(yīng)敏感器件的敏感截面。對此，本發(fā) 明提出了一種獲取大氣中子單粒子效應(yīng)敏感器件敏感截面的方法及裝置。
[0039] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提出的一種獲取大氣中子單粒子效應(yīng)敏感器件敏感截面 的方法流程圖，如圖1所示，該方法包括以下步驟：
[0040] S101，采用預(yù)定輻射源進(jìn)行地面模擬實(shí)驗(yàn)，獲取在預(yù)定輻射源輻射下敏感器件敏 感截面的觀測值σ ，并監(jiān)測所述模擬實(shí)驗(yàn)中敏感器件的單粒子效應(yīng)錯誤個數(shù)NOTd。
[0041] 優(yōu)選地,本發(fā)明實(shí)施例中采用14MeV中子輻射源作為預(yù)定輻射源，在14MeV中子輻 射源輻射下敏感器件敏感截面的觀測值。^^為σ 14_。
[0042] 國內(nèi)目前用14MeV能量的中子輻射源進(jìn)行地面模擬試驗(yàn)，以獲得敏感截面數(shù)據(jù)， 在本發(fā)明實(shí)施例中，地面模擬試驗(yàn)通過14MeV中子輻射源進(jìn)行輻照，獲取在14MeV中子輻射 源輻射下敏感器件敏感截面的觀測值σ 1#teV，通過監(jiān)測設(shè)備記錄工作電壓和功耗電流，回讀 并與輻照前回讀文件比較統(tǒng)計模擬實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的敏感器件的單粒子效應(yīng)錯誤個數(shù)N OTd。
[0043] S102,根據(jù)所述單粒子效應(yīng)錯誤個數(shù)NOTd以及預(yù)設(shè)的敏感截面的測量精度要求，計 算隨機(jī)誤差的值ε。
[0044] S103,根據(jù)所述模擬實(shí)驗(yàn)中預(yù)定輻射源的系統(tǒng)誤差Α。以及所述隨機(jī)誤差的值ε 計算修正因子的值A(chǔ)。
[0045] S104,根據(jù)所述修正因子的值A(chǔ)對所述在預(yù)定輻射源輻射下敏感器件敏感截面的 觀測值進(jìn)行修正。
[0046] 在本發(fā)明實(shí)施例中，采用14MeV中子輻射源作為預(yù)定輻射源，在14MeV中子輻射源 輻射下敏感器件敏感截面的觀測值。胃^為 〇1#teV，步驟S102根據(jù)所述單粒子效應(yīng)錯誤個 數(shù)NOTd以及預(yù)設(shè)的敏感截面的測量精度要求，計算隨機(jī)誤差的值ε，具體包括：根據(jù)敏感截 面的測量精度計算模型計算精度因子a ;
[0047] 根據(jù)所述精度因子a以及所述單粒子效應(yīng)錯誤個數(shù)NOTd計算隨機(jī)誤差的值ε，公 式如下：
[0048]
[0049] σ 14feV:14MeV中子輻射源獲得的敏感器件敏感截面的觀測值。單位：cm2/bit。
[0050] 在本發(fā)明實(shí)施例中，采用14MeV中子輻射源作為預(yù)定輻射源，在14MeV中子輻射源 輻射下敏感器件敏感截面的觀測值σ胃^為 〇 14feV，步驟