CN101160536B - 用于集成电路芯片的宇宙射线检测器 - Google Patents
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Abstract
在一些实施例中，宇宙射线检测器包括具有第一探针的悬臂。该检测器还包括第二探针和电路，以便提供信号，所述信号指示所述第一探针与第二探针之间的距离是由宇宙射线相互作用事件所引起的。还描述其他实施例并要求权利。
Description
相关申请
本申请与同一发明人的标题为“响应宇宙射线检测的系统”(System With Response to Cosmic Ray Detection)于同一天提交(案号42P18584)。除了相关申请和技术领域部分外，这两个申请具有相同的说明书和附图，只是权利要求不同。
技术领域
本发明涉及集成电路芯片的宇宙检测器。
背景技术
地球表面上的正常背景辐射环境具有有时影响半导体集成电路芯片(例如计算机中使用的存储器芯片)的可靠性的电离部分。如果入侵的粒子接近芯片中的p-n结，则它可能引起软错误，或可能引起信号更改电压并由此导致更改电压值的数据位的单粒子翻转。可能因击穿粒子而产生过量的电子-空穴对。p-n结附近的场如果足够强，则在这些电子和空穴复合之前将它们分离，并将相应符号的过量载流子清除到附近的装置触点。如果这种收集的电荷超过临界阈值，则可能寄存随机信号。
中子或质子形式的宇宙射线可以随机地撞击芯片中的硅核并将它们分裂，产生阿尔法粒子和其他再生粒子、包括反冲核子。它们可能携带能量向各个方向前进，其中的能量可能非常高(但是固然小于进入的核子能量)。这样产生的阿尔法粒子轨迹有时可能穿过硅延伸一百微米。电离粒子的轨迹可能穿过感兴趣芯片体延伸若干分之一微米到几个微米，由此以每3.6eV(电子伏特)能量损失一对的速率生成电子-空穴对。典型的轨迹可以表示百万对空穴和电子。
发生过宇宙射线引起的计算机崩溃，并且预期随着装置(例如晶体管)在芯片中的尺寸缩小，这种崩溃的情况会更频繁。这种问题凸显成为将来十年内计算机可靠性的主要限制因素。
曾提出多种方法来消除或减少因芯片中宇宙射线的相互作用导致的软错误的数量。这些方法都不完全成功，特别是由于装置的尺寸在不断缩小。
另一种方法是接受一些软错误的发生，并设计存储器和逻辑电路以在所有计算中包含冗余性。这种方法包括更多的门电路和在贡献冗余的元件之间包括足够的空间隔离以避免来自相同宇宙射线的相互软错误。这种方法对于许多芯片来说是不可行的。
附图说明
通过下文给出的详细描述以及本发明实施例的附图，将更全面地理解本发明，当然这些附图不应视为将本发明限于所描述的特定实施例，而只应视为出于解释和理解目的。
图1是根据本发明一些实施例包括具有电路的芯片和宇宙射线检测器的系统的示意框图表示。
图2和图3分别是根据本发明一些实施例的图1中的电路的示意框图表示。
图4和图5分别是根据本发明一些实施例的芯片的示意框图表示。
图6是根据本发明一些实施例的具有两个芯片的系统。
图7和图8分别是根据本发明一些实施例的芯片的示意框图表示。
图9和图10分别是根据本发明一些实施例、包括芯片和三个宇宙射线检测器的系统的示意框图表示。
图11是根据本发明一些实施例、包括芯片和宇宙射线检测器的系统的示意框图表示。
图12是根据本发明一些实施例、包括芯片和三个宇宙射线检测器的系统的示意框图表示。
图13和图14分别是根据本发明一些实施例、包括两个宇宙射线检测器的芯片的横截面侧视图的示意框图表示。
图15是根据本发明一些实施例、包括两个宇宙射线检测器的芯片和封装的横截面侧视图的示意框图表示。
图16、图17和图18分别是根据本发明一些实施例、包括宇宙射线检测器的芯片的横截面侧视图的示意框图表示。
图19是根据本发明一些实施例、包括宇宙射线检测器的芯片和封装的横截面侧视图的示意框图表示。
图20是根据本发明一些实施例的宇宙射线检测器、电流测量电路和放大器的示意框图表示。
图21是根据本发明一些实施例的包括宇宙射线检测器的芯片的横截面侧视图的示意框图表示。
图22和图23分别是根据本发明一些实施例、与宇宙射线检测器相关联的芯片的示意框图表示。
图24和图25分别是可根据本发明一些实施例使用的电路的示意框图表示。
具体实施方式
A.芯片和系统的示例
参考图1，芯片20包括接收导体22上的输入信号并向输出导体28提供输出信号的电路24。电路24可以包括任何范围广泛的电路，并可以执行任何范围广泛的功能。宇宙射线检测器26检测进入芯片20的至少一些宇宙射线。宇宙射线检测器26向电路24提供宇宙射线的检测的指示。能以多种方式指示宇宙射线检测信号。例如，宇宙射线检测信号可以是导体上从宇宙射线检测器26到电路24的逻辑高电压，而相同导体上的逻辑低电压指示未检测到宇宙射线，当然并非必定如此。宇宙射线检测器26与电路24之间可能有图1中未示出的附加电路。因此，宇宙射线检测信号可能在宇宙射线检测器26与电路24之间改变它的形式、状态或其他特征。如本文所使用的，术语“宇宙射线”旨在广义地解释为包括可能改变芯片中的信号电压的各种宇宙射线或粒子。
在一些实施例中，宇宙射线检测器26通过检测宇宙射线与芯片或芯片封装的相互作用来间接地检测宇宙射线，而不是直接检测宇宙射线本身。在其他实施例中，宇宙射线检测器26直接检测宇宙射线。在一些实施例中，宇宙射线检测器26同时可以直接和间接地检测宇宙射线。可预期一些检测到的宇宙射线将导致软错误，而其他检测到的宇宙射线不会导致软错误。宇宙射线检测器26将不知道宇宙射线是否确实导致了软错误。还可能的是，一些宇宙射线检测器可能有时误识别宇宙射线，并响应误识别创建宇宙射线检测信号。
根据该实施例，电路24能以多种方式响应接收到宇宙射线检测信号。例如，在一些实施例中，电路24临时性地停止向导体28发送输出信号。丢弃电路24的一些或所有内部信号，并由电路24再次处理至少一些输入信号。如下文所解释的，在一些实施例中，保存并再次使用一些内部信号，而非将其丢弃。在重新处理输入信号之后，将得到的输出信号提供到导体28。可以通过阻止时钟信号对输出信号设置时钟来临时性地停止输出信号。在一些实施例中，导体28临时性地被置于高阻抗状态(也称为三态状态)，当然也并非必定如此。
在一些实施例中，当检测到宇宙射线时，电路24在较早状态处重新启动。这是推测性执行的一个新变体，其中推测是将不发生任何软错误。一个或多个位值可以记录芯片工作期间逻辑处理单元附近的宇宙射线事件。对于许多操作来说，记录一个或多个信号(潜在地)遇到错误就足够了，即便是在操作完成之后并且结果正由另一个逻辑实体使用。
图2提供图1的电路24的示例，然而电路24不一定要包括这些细节。在图2的示例中，电路24包括子电路SC1、SC2和SC3。这些子电路可以是从非常简单的电路到非常密集的包含数百万个晶体管的电路的任何电路。子电路SC1接收输入信号，并对它们执行某些操作以创建内部信号IS1。子电路SC2接收内部信号IS1，并对此响应以创建内部信号IS2。子电路SC3是输出电路，它接收内部信号IS2并选择性地将它们作为输出信号提供到导体28。通过来自逻辑32的输出控制信号选择性地阻止子电路SC3输出输出信号(例如，通过阻止时钟信号对输出信号设置时钟)。子电路SC3可以是简单的逻辑门或者较复杂。除了所示的那些信号外，这些子电路可以接收输入和输出信号。
操作中，通常的情况是，宇宙射线检测器26没有检测到宇宙射线，并不将宇宙射线检测信号提供到电路24的逻辑32。当没有接收到宇宙射线检测信号时，逻辑32不使子电路SC3因检测到的宇宙射线(当然也可能存在逻辑32阻止输出信号的另一个原因)而阻止信号IS2传到输出导体28。另一方面，当接收到宇宙射线检测信号时，逻辑32使输出控制信号临时性地使子电路SC3不传递内部信号IS2。在一些实施例中，不重新启用子电路SC3，直到IS2适于它进行输出为止。
在图2中，可以仅通过在施加新输入时更改子电路SC1和SC2中的内部信号来丢弃它们。或者，如图3所示，逻辑32可以向SC1和SC2提供丢弃信号以使内部信号被丢弃。
在一些实施例中，逻辑32还可以使至少一些输入信号再次施加到电路24或这些子电路中的其中一些。这可以使电路24在信号的先前状态上工作。
在一些实施例中，将输入信号存储在临时存储器中，并从临时存储器将其施加到电路24，虽然此类临时存储器不包括在所有实施例中。在一些实施例中，还将一些内部信号存储在临时存储器中以供再次使用。在这些实施例中，某些输入信号和内部信号的组合可以构成较早的状态。例如，逻辑32可以指示电路24从临时存储器读取。
图4示出具有作为电路24的一部分的临时存储器48的芯片40。临时存储器48可以包括寄存器、SRAM、DRAM、闪速存储器或其他类型的存储器。图5示出芯片50，其中临时存储器48从电路24移除，但是仍在与电路24相同的芯片中。将临时存储器从电路24移除的一个优点是，在将临时存储器48与电路24在空间上分开的情况下，如果宇宙射线击中电路24，则同样也影响临时存储器48的可能性不大。图6图示包括电路24的芯片60和仍具有临时存储器48的另一个芯片66。临时存储器48与电路24之间可能有图6中未示出的附加电路。
例如，图7图示包括电路24的芯片80，该电路24从高速缓存82接收数据和指令。高速缓存82可以表示多个高速缓存。如图7所示，电路24包括提取电路86、流水线88和逻辑92，虽然不一定所有实施例中都包括这些元件。在普通操作中，提取电路86从高速缓存82提取指令。流水线88执行所提取的指令的至少一些。可以直接或经提取电路86将来自高速缓存82的数据提供到流水线88。当检测到宇宙射线时，由逻辑92接收宇宙射线检测信号，逻辑92可以与图2中的逻辑32相同或相似。在图7的示例中，逻辑92使流水线88的全部或一部分刷新并临时性地阻止向导体28输出数据。逻辑92使提取电路86重新提取流水线88的指令。流水线88还可以根据需要从高速缓存82检索数据。由此，如果因宇宙射线而将错误引入到流水线88的一些数据或指令中，则可以与数据一起重新执行这些指令。
图8与图7相似，例外的是图8中的芯片96包括临时存储器48，它保存数据以在检测到宇宙射线的情况下供流水线88使用。当流水线88处理指令和数据时，它可以生成可存储在临时存储器48中以及在一些实施例中还存储在高速缓存82中的内部数据。当逻辑92检测到宇宙射线检测信号时，逻辑92可以使流水线88根据需要从临时存储器48检索其中的至少一些数据。在一些实施例中，还可以将来自高速缓存82的一些数据存储在临时存储器48中。在一些实施例中，临时存储器48还保存至少一些指令和来自高速缓存82的数据。还存在一些用于查看数据是否有错误的错误检测技术，但是这不是必需的。
当然，所示或所描述的每个芯片还可以具有各种存储器，这些存储器在附图中未图示且临时存储在响应检测到宇宙射线而重新执行时可能不使用的多种数据。一些存储器可以保存重新执行时使用的一些信号和重新执行时不使用的其他信号。
图9图示芯片100，它包括具有相关联的临时存储器TS1、TS2和TS3的电路C1、电路C2和电路C3。电路C1提供输出信号Out1。电路C2和C3具有相应的输入信号Out1和Out2，以及相应的输出信号Out2和Out3。该电路还可以具有其他输入信号(例如图示输入到电路C2中的那些)和其他输出信号(未示出)。可以包括与逻辑32或82相似的逻辑。三个宇宙射线检测器CRD1、CRD2和CRD3位于不同位置。在一些实施例中，CRD1最靠近电路C1，CRD2最靠近电路C2，以及CRD3最靠近电路C3。
在图10中，芯片110与图9中的芯片100相似。芯片100和芯片110之间的一个不同之处是，芯片110中的临时存储器TS1、TS2和TS3组合在存储器结构116中。相比之下，在图9中，TS1、TS2和TS3在空间上是分开的。另一个不同之处是，在芯片110中，CRD1、CRD2和CRD3的每一个向电路C1、C2和C3的每一个提供宇宙射线检测信号。这样做的原因是，一些宇宙射线检测器从芯片中任何地方或芯片的相当大体积检测宇宙射线。因此，多于一个的检测器可以检测特定的宇宙射线。哪个宇宙射线检测器最靠近宇宙射线相互作用可能并不清楚。在此情况中，最安全的是将该事件通知所有电路。如果宇宙射线检测器检测到仅靠近或非常靠近这些检测器的相互作用，则恰当的做法是让CRD1、CRD2和CRD3的每一个都将宇宙射线检测信号提供到这些电路的仅其中一个。可以使用更复杂的电路来更精确地确定宇宙射线相互作用发生在哪里。例如，可以使用一些三角测量或定时电路，但是并非一定如此。在图9中，将宇宙射线检测信号提供到所有上游电路。在图12中，每次将宇宙射线检测信号仅施加于一个电路。
仅作为示例，图8中的高速缓存82可以是图10中的C1连同包括在存储器116中的临时存储器48。图8可以对于高速缓存82和流水线88具有不同的临时存储器，如图9所示。
图11图示芯片120和128。电路24向芯片128的电路134提供输出信号。此外，电路24选择性地向芯片128的宇宙射线响应电路130提供宇宙射线事件信号。宇宙射线事件信号指示检测到宇宙射线，并且它可能已经导致来自电路24的输出信号中的潜在错误。宇宙射线响应电路130确定关于来自芯片120的输出信号中的该潜在错误要做什么。例如，在一些实施例中，宇宙射线响应电路130使电路134忽略输入信号，并等待来自芯片120的新(重新处理的)输出信号。电路130可以请求芯片120重新处理并发送另一个输出信号。在其他实施例中，宇宙射线响应电路130可以允许电路134在对输入信号的多种测试成功的情况下接受这些输入信号，否则忽略这些输入信号并等待新输入信号。
参考图24，图11中的宇宙射线响应电路130可以包括错误检测和校正电路302，以便检测输出信号中的错误并校正它们。这些错误可能是软错误或软错误导致的其他错误。如果没有宇宙射线事件信号(或如果未声明它)，则可以将这些输入信号(从芯片120输出的)传递到电路134。如果有宇宙射线事件信号，则可能的话可以检测错误，并且可能的话校正错误。参考图25，电路24和(该电路)可以包括错误检测和校正电路306。在这方面，不是重新处理信号，可以检测响应并校正错误。当然，在一些情况中，响应检测到宇宙射线，检测和/或校正错误也许是不可能的，重新处理则是恰当的。因此，在一些实施例中，电路24和130没有错误检测或错误校正电路。
在电路24与电路134之间可能有附加的电路(未示出)，以及在电路24与宇宙射线响应电路130之间可能有附加电路(未示出)。因此，输出信号和宇宙射线事件信号可以更改形式、状态或其他特征。而且，可以在相同导体上以并行或串行形式将输出信号和宇宙射线事件信号时间复用或分组化。
图12示出根据本发明一些实施例的芯片140的细节，但是其他实施例不包括这些细节。参考图12，芯片140与图9中的芯片100相似。但是，电路C3选择性地在导体148上提供宇宙射线事件信号。宇宙射线事件信号指示检测到与芯片140相关联的宇宙射线。芯片140还包括将宇宙射线事件信号从电路C1提供到C2的导体144和将宇宙射线事件信号从电路C2提供到C3的导体146。在一些实施例中，导体144上的宇宙射线事件信号直接来自于导体150，而在其他实施例中，它是间接的。在一些实施例中，导体146上的宇宙射线事件信号直接来自于导体144或152，而在其他实施例中，它是间接的。在一些实施例中，导体148上的宇宙射线事件信号直接来自于导体146或154，而在其他实施例中，它是间接的。
在不同的实施例中，宇宙射线检测器可以设在不同位置。例如，图13图示在衬底172(也可以是硅)上具有活性(active)硅区域170的芯片。宇宙射线检测器CRD1和CRD2形成在硅的活性区中。在图14中，宇宙射线检测器CRD1和CRD2在衬底182上形成，衬底182支持活性硅区域180。在图15中，宇宙射线检测器CRD1和CRD2形成在封装196中，封装196支持其上形成活性硅区域180的衬底192。本发明并不局限于这些细节。图13-19与图21的芯片可以是倒装的(例如采用倒装芯片设置)。在图15中，可以将CRD1和CRD2设在活性硅180的另一侧。即，可以更改图15，这样CRD1和CRD2在活性硅204上方，而非如图15所示在它下方(其中“上方”和“下方”并非一定是地心引力方向)。
在一些实施例中，只有一个宇宙射线检测器用于芯片，而在其他一些实施例中，可以有多于一个的检测器，包括许多检测器。
相对于芯片的相对大小，宇宙射线检测器可以大于或小于附图中的那些检测器。实际上，所有附图本质上是示意的，并不是要在附图中示出组件的实际或相对尺寸。
在不同的实施例中，宇宙射线检测器相对于芯片上表面和下表面处于不同方向。宇宙射线检测器可以是与上表面和下表面并行或垂直或它们可以相对于上表面和下表面处于其他角度。
本文所描述的芯片可以在硅衬底上制造或可以是其他类型的芯片，如砷化镓芯片。可以使用多种类型的制造处理器。随着制造技术的发展，芯片可以具有与图示的不同的特征，本发明的原理仍将适用。
B.宇宙射线检测器
可以使用多种类型的宇宙射线检测器，包括目前可得到的那些和将会制造的那些。目前的集成电路芯片具有顶层硅，它包含全部活性元件且可能只有一微米的厚度。随着发展到纳米技术，工作厚度将可能降低。导致软错误的宇宙射线可能导致硅核离散，并在百微米长度级的轨迹上产生细微的电离碎片。释放的下一能量可能是几百万电子伏特，并且最终产生物可能是每个粒子的具有几电子伏特的典型能量的几百万个电子-空穴对。多种类型的宇宙射线检测器可以检测这些电子-空穴对。
在不同实施例中，宇宙射线检测器可以包括电、光学、机械或声学组件或一个或多个电、光学、机械或声学组件的组合。在一些实施例中，宇宙射线检测器可以包括非电、光学、机械或声学组件的组件。
在一些实施例中，宇宙射线检测器检测宇宙射线的碎片束。在一些实施例中，宇宙射线检测器包括大的分布式P-N结以收集电荷。在一些实施例中，宇宙射线检测器包括嵌入到一些光学透明支持绝缘体(例如钻石散热器)中的光学宇宙射线检测器。例如，一百万个电子-空穴对可以产生大量的复合光子。在一些实施例中，可以使用闪烁体面板(当电荷粒子通过它时发出少量闪烁光(光子))、将光从闪烁体引出的光导管和光子检测器。
在一些实施例中，宇宙射线检测器包括微型机电系统(MEMS)的阵列。MEMS宇宙射线检测器可以是机械元件、传感器、激励器和电子元件在非常小规模上的集成。宇宙射线检测器可以包括探针(tip)或其他应变检测器，以便通过在衬底上传播的声波来检测来自核碰撞的冲击波。
要理解当宇宙射线将硅核分裂时，在小于1纳秒内释放约10Mev(百万电子伏特)或1pJ(皮焦耳)的能量。在电子与空穴复合时，净宇宙射线能量以局部发热或从冲击点发出声子云的形式出现。假定复合在约一纳秒内发生且给定声子速度在约10Km/sec(公里/秒)的格中，我们看到宇宙射线已经转换成具有波阵面(wavefront)可能在0.01mm(毫米)厚度级上的强声波。在与声源5mm的距离处，该波形可能产生0.3mW/cm-2(毫瓦/平方厘米)的峰值声功率密度。在平方波长的孔上，可以接收到0.3nW(纳瓦)的峰值功率。对于吉赫带宽(1/ns)(纳秒)的此信号，热噪声可能约为10-11瓦特。因此，对于此波形，可能有非常大的信噪。可能存在因电路开关所致的其他噪声源，但是此形式的发热的特征应该非常不同。注意实际这些数值在具体示例中可能是有所不同的。
通过将非常灵敏的应变宇宙射线检测器结合在悬臂中，可以构建高速声学宇宙射线检测器。一种可能性是将扫描隧道显微镜STM结构结合在悬臂中。STM结构可以检测小如原子直径的1/10000的位移。在一些实施例中，宇宙射线检测器包括将不对慢速声波响应的非常小的悬臂。如果悬臂在0.01mm长度级，则它可以最优地响应宇宙射线事件的陡峭波形。大很多或小很多的悬臂往往可能忽略这种大小的扰动。但是，期望长度的悬臂可能因多种因素而有所不同。悬臂的刚度或其他特性可能影响期望的长度并可以被选择为实现期望的移动。可以使悬臂的第一共振或响应频率与预期来自宇宙射线的主频匹配。(当然，在一些实施例中，宇宙射线检测器不包括悬臂。)
在一些实施例中，一个或多个宇宙射线检测器包括调谐到来自宇宙射线事件的预期声波的一个或多个MEMS结构。STM结构探针可以提供对声波的极灵敏应变检测。
整个事件可以在小于一纳秒内释放它的能量。因此，能够在计算进行非常远之前设置一个或多个软误码。如果使用的话，一个或多个软错误位可以在逻辑32和逻辑82中。
图16图示具有宇宙射线检测器206的芯片202，宇宙射线检测器206包括悬臂212、STM结构探针204和蚀刻硅探针218。宇宙射线火球220表示宇宙射线与衬底208中活性硅204附近的硅之间的相互作用。响应该相互作用，波导致STM结构探针214与探针218之间的距离改变。这种改变被检测到，并解释为由宇宙射线所致。在宇宙射线检测器206与活性硅204之间示出一个可选的放大器216。在实际中，放大器216可以是宇宙射线检测器206的一部分、活性硅204的一部分或位于二者之间。其他附图中未示出放大器216和宇宙射线火球220，以避免干扰。
图17图示与图16中的芯片202相似的芯片222，例外的是该芯片在方向上是倒装的，以便宇宙射线检测器206位于支架232支撑的腔体内。
图18图示与图17中的芯片222相似的芯片232，例外的是其腔体234较之图17所示的更靠近活性硅204。
图19图示位于封装246中的芯片242和腔体234。可以将宇宙射线检测器206设在活性硅204的另一侧。即，可以更改图19，这样宇宙射线检测器206在活性硅204下方，而非如图19所示在它上方(其中“上方”和“下方”并不一定是地心引力方向)。
图20图示电流测量电路250，在宇宙射线检测器206的一些实施例中包括它，但是这在所有实施例中并非必需的。电流测量电路250检测探针214与218之间的电流的改变，该电流可以随探针之间的距离改变而改变。在一些实施例中，电流测量电路250检测到电流的突然改变，并对此响应而向放大器216提供信号。在其他实施例中，电流测量电路250检测何时电流达到某个阈值量以上或以下。其他可能性是存在的。
图21图示具有宇宙射线检测器270的芯片262，宇宙射线检测器270具有悬臂274和应变仪272。响应宇宙射线相互作用事件，应变仪272弯曲。弯曲检测电路278确定应变仪272的弯曲是否属于宇宙射线相互作用事件引起的类型。还可以设有放大器。虽然图示弯曲检测电路278在衬底266中，但是它可以在悬臂旁边、活性硅204中或在衬底266中。宇宙射线检测器270可以在其他位置，例如图17-19所示。
图22和图23图示与宇宙射线检测器CRD1、CRD2和CRD3相关联的芯片282和286。图23中的宇宙射线检测器比图22中的小。宇宙射线检测器相对于芯片尺寸实际可以比图示的大或比图示的小。如果检测器足够小，则可以经济地将它们设在活性硅中。宇宙射线检测器可以位于活性硅中、位于活性硅上方或下方或位于封装中。注意，一些宇宙射线检测器可以检测来自与宇宙射线检测器有相当距离的宇宙射线相互作用事件。可以使用多于或少于4个的检测器。图22和图23中的宇宙射线检测器可以表示所描述或图示的任何宇宙射线检测器，包括具有悬臂的那些、具有分布式P-N结以收集电荷的那些以及具有光电检测器的那些。
在不同的实施例中，宇宙射线检测器相对于芯片上表面和下表面处于不同方向。宇宙射线检测器可以是与上表面和下表面并行或垂直或它们可以相对于上表面和下表面处于其他角度。
C.附加信息
上文有关宇宙射线相互作用和检测所提供的各种数值和细节确信是正确的，但是出于多种原因它们可能仅是近似值或有错误的。但是，本发明的原理仍将适用。
在图13-19和图22中，活性硅区域图示为没有遍布整个衬底。但是，活性硅区域可以覆盖整个衬底或多于或少于附图所示的范围。
宇宙射线检测器能以无线方式耦合到芯片。
如果权利要求中使用术语“第一电路”，则它不一定适用于有第二电路的情况，虽然可能存在第二电路。
实施例是本发明的实现或示例。在本说明书中对“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”或“其他实施例”的引述表示在本发明的至少一些实施例中包括结合这些实施例描述的特定功能特征、结构或特征，但是并非在所有实施例中如此。出现“实施例”、“一个实施例”或“一些实施例”不一定全部是指同一个实施例。
如果本说明书提到“可能”、“或许”或“可以”包括组件、功能特征、结构或特征，则不一定会包括该特定组件、功能特征、结构或特征。如果说明书或权利要求引述“一个”元素，则不表示仅存在一个该元素。如果说明书或权利要求引述“附加的”元素，则不排除存在多于一个的附加元素。
本发明并不局限于本文所描述的具体细节。实际上，可以在本发明范围内设想前述说明和附图的许多其他变化。因此，定义本发明范围的是所附的权利要求，包括对此的任何修改。
Claims (19)
1.一种芯片，包括：
包括第一电路的活性区；
第二电路；
支撑所述活性区的衬底；
用于提供第一宇宙射线检测信号的第一宇宙射线检测器，以及
用于提供第二宇宙射线检测信号的第二宇宙射线检测器，
其中所述第一和第二电路均接收所述第一和第二宇宙射线检测信号；
其中所述第一宇宙射线检测器包括：
具有第一探针的悬臂；
第二探针；以及
提供信号的电路，所述信号指示所述第一探针与第二探针之间的距离会由宇宙射线相互作用事件引起。
2.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述第一宇宙射线检测器位于所述活性区中。
3.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述第一宇宙射线检测器位于所述衬底中。
4.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述第一宇宙射线检测器提供宇宙射线检测信号以便由所述第一电路接收。
5.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述第一宇宙射线检测器是微电子机械系统(MEMS)宇宙射线检测器。
6.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述第一宇宙射线检测器包括：
具有第一探针的悬臂；
第二探针；以及
提供信号的电路，所述信号指示所述第一探针与第二探针之间的距离会由宇宙射线相互作用事件引起。
7.如权利要求6所述的芯片，其特征在于，所述第一探针是扫描隧道显微镜结构探针。
8.如权利要求6所述的芯片，其特征在于，用于提供信号的电路是用于测量所述第一探针与第二探针之间的电流的电流测量电路。
9.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述第一宇宙射线检测器包括应变仪。
10.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述第一宇宙射线检测器包括分布式P-N结以收集电荷。
11.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述第一宇宙射线检测器包括光子检测器。
12.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述第一宇宙射线检测器是声波检测器。
13.一种系统，包括第一芯片，
所述第一芯片包括：
包括第一电路的活性区；
第二电路；
支撑所述活性区的衬底；
封装所述芯片的封装，其中所述封装包括用于提供第一宇宙射线检测信号的第一宇宙射线检测器和用于提供第二宇宙射线检测信号的第二宇宙射线检测器，
其中所述第一和第二电路均接收所述第一和第二宇宙射线检测信号。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述第一探针是扫描隧道显微镜结构探针。
15.如权利要求13所述的系统，其特征在于，用于提供信号的电路是用于测量所述第一探针与第二探针之间的电流的电流测量电路。
16.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述第一宇宙射线检测器包括应变仪。
17.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述第一宇宙射线检测器包括分布式P-N结以收集电荷。
18.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述第一宇宙射线检测器包括光子检测器。
19.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述第一宇宙射线检测器是声波检测器。
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