T/CIE 119-2021 半导体器件大气中子单粒子效应试验方法与程序

ICS31.080.01

CCSL40

团体标准

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TCIE1192021

半导体器件大气中子单粒子效应

试验方法与程序

Testmethodandrocedureofatmosheric-neutroninducedsinle

ppg

eventeffectsinsemiconductordevices

2021-11-22发布2022-02-01实施

中国电子学会发布

中国标准出版社出版

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TCIE1192021

目次

前言…………………………Ⅰ

引言…………………………Ⅱ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4一般要求…………………2

4.1辐射源提供单位……………………2

4.2辐射安全和辐射防护………………2

4.3试验人员……………2

4.4仪器与设备…………………………2

4.5试验环境……………3

4.6位移效应的影响……………………3

4.7不确定性分析………………………3

5试验方法…………………3

5.1试验目的……………3

5.2试验原理……………3

5.3辐射源………………3

5.3.1散裂中子源……………………3

5.3.2中子注量率……………………4

5.3.3中子注量………………………4

5.3.4中子入射角度…………………4

5.3.5中子射程………………………4

5.3.6束斑面积………………………4

5.4束流测量系统………………………4

5.5单粒子效应测试系统………………4

、……………

5.6试验板电缆和测试设备4

5.7试验程序……………5

5.7.1制定试验计划…………………5

5.7.2样品准备………………………5

5.7.3试验流程………………………5

5.7.4样品处置………………………7

5.7.5辐照试验工序单………………7

5.8错误率预计…………………………8

6试验报告…………………8

()……………

附录资料性散裂中子源能谱与大气中子能谱的比较

A9

参考文献……………………10

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TCIE1192021

前言

/—《:》

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GBT1.120201

起草。

本文件由中国电子学会可靠性分会提出并归口。

:、、

本文件起草单位工业和信息化部电子第五研究所中国民用航空适航审定中心散裂中子源科学

、、、。

中心西北核技术研究院中国航发商用航空发动机有限责任公司中国航空综合技术研究所

:、、、、、、、、、、

本文件主要起草人张战刚雷志锋黄云郭雁泽于全芝梁天骄郭红霞赵振可王春晓陈宇

、、。

何玉娟彭超肖庆中

Ⅰ

/—

TCIE1192021

引言

、、、

航空电子系统地面通信基站大数据中心等高安全性高可靠性电子系统使用的半导体器件的工

。,,

艺进一步发展和变化随着器件工艺尺寸的减小其单粒子效应的中子能量阈值持续降低导致能量介

;、

于1MeV~10MeV之间中子的贡献变得不可忽略器件工作频率存储容量等性能的提升对大气中子

,、、、

单粒子效应试验方法提出新的要求包括测试速度提升高频信号传输中子注量率协同配合现场布局

10

;();

等金属化互联结构中硼-10B的采用导致先进半导体器件的热中子敏感性重新显现器件集成度增

、(),

高敏感性的降低使得单个中子导致的多位翻转MBU更加严重一方面MBU截面的增加使得实际

,“”

应用环境下翻转数量增多另一方面MBU将导致常用的具备纠一检二功能的校验码加固方法的失

。,。

效因此MBU测试成为大气中子单粒子效应测试中必须仔细考虑的因素这些新的变化对半导体

,,

器件大气中子单粒子效应试验标准提出了新的要求而传统的试验标准不能覆盖这些关键要素导致测

,。

试结果不准确度增大甚至不适用

。

本文件给出半导体器件大气中子单粒子效应试验方法与程序针对使用散裂中子源对半导体器件

,,,

进行大气中子单粒子效应加速试验根据半导体器件工艺和散裂中子源测试条件变化编制新标准覆

,,、、

盖热中子和高能中子协同测试提升试验效率覆盖高速大容量器件测试MBU测试分析1MeV~

。

10MeV中子贡献等半导体器件大气中子单粒子效应测试中的关键环节通过开展散裂中子源加速辐

、,

照试验数据处理分析和计算可以得到半导体器件在实际应用环境下的大气中子单粒子效应敏感性数

,,。

据为半导体器件抗辐射能力评价提供依据为电子系统软错误模型和分析评价提供基础数据

Ⅱ

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TCIE1192021

半导体器件大气中子单粒子效应

试验方法与程序

1范围

本文件确立了使用散裂中子源对半导体器件进行大气中子单粒子效应加速试验的方法与程序。

、

本文件适用于航空地面等应用环境中半导体集成电路和半导体分立器件的中子单粒子效应敏感

。,

性检测试验该环境下的中子来源于初始高能宇宙射线与大气的相互作用主要为热中子和能量高于

1MeV的高能中子。

、、

本文件适用的单粒子效应包括大气中子在半导体器件中引起的单粒子翻转单粒子瞬态单粒子功

、、、。

能中断单粒子锁定单粒子烧毁单粒子栅穿等

本文件不适用于粒子引起的单粒子效应。

α

2规范性引用文件

。,

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

,;,()

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

本文件。

GB18871电离辐射防护与辐射源安全基本标准

—电子产品防静电放电控制大纲

GJB16491993

—装备计量保障中测量设备和测量过程的质量控制

GJB2712A2009

—测量不确定度的表示及评定

GJB3756A2015

GJB7242单粒子效应试验方法和程序

3术语和定义

GJB7242界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

中子能量neutronener

gy

中子的动能。

:()()。

注通常使用单位电子伏或兆电子伏

eVMeV

3.2

热中子thermalneutron

,。

通常指能量小于0.4eV的中子该类中子在常温下与周围环境成热平衡状态

3.3

中子注量neutronfluence

给定时间内辐照在单位面积芯片上的中子数。

2

:(/)。

注通常使用单位中子数每平方厘米

ncm

1