CN109696590B - 一种电子器件软错误率评估方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子器件软错误率评估方法和装置，所述方法通过根据¹⁰B同位素的含量判断所述电子器件对热中子是否敏感后，在不同的海拔高度处多次测试同一电子器件的总软错误率，达到分离高能中子、热中子和α粒子软错误率的目的。所有的软错误率都是根据真实大气环境下测试得到的软错误率计算出来的，结果更加可信。另外本发明避免了高能中子、热中子和α粒子软错误率的单独测量，从而规避了热中子和α粒子软错误率不易测量的缺点，大大降低了电子器件软错误率评估的复杂度和成本。

Description

一种电子器件软错误率评估方法及装置

技术领域

本发明涉及电子器件辐射效应领域，特别涉及一种电子器件软错误率评估方法及装置。

背景技术

软错误是指高能粒子与硅元素之间的相互作用而在电子器件中造成的随机、临时的状态改变或瞬变。工作在地面和大气层中的电子器件的软错误主要有两个来源：1)封装材料中的放射性杂质衰变；2)大气中子。电子器件的软错误率决定了相应电子系统的故障率，对于航空、通信、金融、医疗等具有高可靠需求的应用至关重要。随着半导体工艺节点的不断缩小，软错误的影响将变得越来越恶劣。鉴于此，对电子器件的软错误率进行评估，区分不同的软错误率来源以开展针对性的防护措施具有重要意义。

现有对电子器件的软错误率评估的主要方法是通过飞行器搭载或高海拔试验、地面加速模拟试验等测试获取电子器件的软错误率。飞行器搭载或高海拔试验是在真实的大气环境中测试电子器件的软错误率。地面加速模拟试验是指在中子辐射源中测试得到中子翻转截面，根据翻转截面和任务应用环境的中子能谱，计算电子器件在任务应用环境中的大气中子软错误率。

但是飞行器搭载或高海拔试验测试得到的是电子器件总的软错误率，无法对α粒子、高能中子和热中子导致的软错误率进行区分，不能针对不同的软错误率来源以开展针对性的防护。另外根据选用中子辐射源的不同，地面加速模拟试验只能得到高能中子导致的软错误率，而且该方法还受限于有限的加速模拟辐射源以及有限的测试时机。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子器件软错误率评估方法及装置，以解决现有电子器件软错误率评估方法无法对α粒子、高能中子和热中子导致的软错误率进行区分、不能针对不同的软错误率来源以开展针对性防护的问题。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种电子器件软错误率评估方法，包括以下步骤：

获取电子器件内¹⁰B同位素的含量；

根据所述¹⁰B同位素的含量判断所述电子器件对热中子是否敏感；

如果所述电子器件对热中子不敏感，则获取所述电子器件在第一高度海拔处的第一总软错误率和所述电子器件在第二高度海拔处的第二总软错误率；

获取第一高能中子加速因子；

根据所述第一总软错误率、所述第二总软错误率和所述第一高能中子加速因子获取所述电子器件在第一高度海拔处由α粒子导致的第一α粒子软错误率和由高能中子导致的第一高能中子软错误率。

优选地，所述获取电子器件内¹⁰B同位素的含量，包括以下步骤：

通过一次离子束轰击所述电子器件表面，获取电子器件表面的原子溅射出的带电的二次离子；

分析所述二次离子的荷/质比，获取¹⁰B同位素的含量。

优选地，所述获取所述电子器件在第一高度海拔处的第一总软错误率，包括以下步骤：

在存储阵列中存入预设模式数据；

在大气天然辐射环境下中辐照所述电子器件，获取辐照过程中所述存储阵列中的目标模式数据；

对比所述目标模式数据与所述预设模式数据，根据发生错误的数量获取第一总软错误率。

优选地，所述获取第一高能中子加速因子，包括以下步骤：

获取所述电子器件在第一高度海拔处的第一高能中子通量；

获取所述电子器件在第二高度海拔处的第二高能中子通量；

根据所述第一高能中子通量和第二高能中子通量获取所述第一高能中子加速因子。

优选地，根据所述第一总软错误率、所述第二总软错误率和所述第一高能中子加速因子获取所述电子器件在第一高度海拔处由α粒子导致的第一α粒子软错误率和由高能中子导致的第一高能中子软错误率，包括以下步骤：

根据以下函数关系式获取所述电子器件在第一高度海拔处由α粒子导致的第一α粒子软错误率和由高能中子导致的第一高能中子软错误率：

SER_{total_1}＝SER_{α_1}+SER_{高能中子_1}

SER_{total_2}＝SER_{α_2}+SER_{高能中子_2}＝SER_{α_1}+A₁SER_{高能中子_1}

式中，SER_{total_1}为第一总软错误率，SER_{total_2}为第二总软错误率，SER_{α_1}为第一α粒子软错误率，SER_{前能中子_1}为第一高能中子软错误率，SER_{α_2}为第二α粒子软错误率，SER_{高能中子_2}为第二高能中子软错误率，A₁为第一高能中子加速因子。

优选地，所述电子器件软错误率评估方法还包括：

如果所述电子器件对热中子敏感，则获取所述电子器件在第三高度海拔处的第三总软错误率、所述电子器件在第四高度海拔处的第四总软错误率和所述电子器件在第五高度海拔处的第五总软错误率；

获取第二高能中子加速因子、第三高能中子加速因子、第一热中子加速因子和第二热中子加速因子；

根据所述第三总软错误率、所述第四总软错误率、所述第五总软错误率、所述第二高能中子加速因子、所述第三高能中子加速因子、所述第一热中子加速因子和所述第二热中子加速因子获取所述电子器件在第三高度海拔处由α粒子导致的第三α粒子软错误率、由高能中子导致的第三高能中子软错误率和由热中子导致的第一热中子软错误率。

优选地，所述获取第一热中子加速因子和第二热中子加速因子，包括以下步骤：

获取所述电子器件在第三高度海拔处的第一热中子通量；

获取所述电子器件在第四高度海拔处的第二热中子通量；

获取所述电子器件在第五高度海拔处的第三热中子通量；

根据所述第一热中子通量、第二热中子和所述第三热中子通量获取所述第一热中子加速因子和第二热中子加速因子。

优选地，根据所述第三总软错误率、所述第四总软错误率、所述第五总软错误率、所述第二高能中子加速因子、所述第三高能中子加速因子、所述第一热中子加速因子和所述第二热中子加速因子获取所述电子器件在第三高度海拔处由α粒子导致的第三α粒子软错误率、由高能中子导致的第三高能中子软错误率和由热中子导致的第一热中子软错误率，包括以下步骤：

根据以下函数关系式获取所述电子器件在第三高度海拔处由α粒子导致的第三α粒子软错误率、由高能中子导致的第三高能中子软错误率和由热中子导致的第一热中子软错误率：

SER_{total_3}＝SER_{α_3}+SER_{高能中子_3}+SER_{热中子_1}

SER_{total_4}＝SER_{α_4}+SER_{高能中子_4}+SER_{热中子_2}＝SER_{α_3}+A₂SER_{高能中子_3}+B₁SER_{热中子_1}

SER_{total_5}＝SER_{α_5}+SER_{高能中子_5}+SER_{热中子_3}＝SER_{α_3}+A₃SER_{高能中子_3}+B₂SER_{热中子_1}

式中，SER_{total_3}为第三总软错误率，SER_{total_4}为第四总软错误率，SER_{total_5}为第五总软错误率，SER_{α_3}为第三α粒子软错误率，SER_{α_4}为第四α粒子软错误率，SER_{α_5}为第五α粒子软错误率，SER_{高能中子_3}为第三高能中子软错误率，SER_{高能中子_4}为第四高能中子软错误率，SER_{高能中子_5}为第五高能中子软错误率，SER_{热中子_1}为第一热中子软错误率，SER_{热中子_2}为第二热中子软错误率，SER_{热中子_3}为第三热中子软错误率，A₂为第二高能中子加速因子，A₃为第三高能中子加速因子，B₁为第一热中子加速因子，B₂为第二热中子加速因子。

本发明的第二方面提供一种电子器件软错误率评估装置，包括：

¹⁰B同位素含量获取模块，用于获取电子器件内¹⁰B同位素的含量；

判断模块，用于根据所述¹⁰B同位素的含量判断所述电子器件对热中子是否敏感；

总软错误率获取模块，用于获取所述电子器件在第一高度海拔处的第一总软错误率、所述电子器件在第二高度海拔处的第二总软错误率、所述电子器件在第三高度海拔处的第三总软错误率、所述电子器件在第四高度海拔处的第四总软错误率和所述电子器件在第五高度海拔处的第五总软错误率；

加速因子获取模块，用于获取第一高能中子加速因子、第二高能中子加速因子、第三高能中子加速因子、第一热中子加速因子和第二热中子加速因子

软错误率获取模块，用于根据所述第一总软错误率、所述第二总软错误率和所述第一高能中子加速因子获取所述电子器件在第一高度海拔处由α粒子导致的第一α粒子软错误率和由高能中子导致的第一高能中子软错误率；还用于根据所述第三总软错误率、所述第四总软错误率、所述第五总软错误率、所述第二高能中子加速因子、所述第三高能中子加速因子、所述第一热中子加速因子和所述第二热中子加速因子获取所述电子器件在第三高度海拔处由α粒子导致第三α粒子软错误率、由高能中子导致的第三高能中子软错误率和由热中子导致的第一热中子软错误率。

本发明的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的电子器件软错误率评估方法的步骤。

本发明的第四方面提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的电子器件软错误率评估方法的步骤。

由以上技术方案可知，本发明提供了一种电子器件软错误率评估方法及装置，获取电子器件内¹⁰B同位素的含量；根据所述¹⁰B同位素的含量判断所述电子器件对热中子是否敏感；如果所述电子器件对热中子不敏感，则获取所述电子器件在第一高度海拔处的第一总软错误率和所述电子器件在第二高度海拔处的第二总软错误率；获取第一高能中子加速因子；根据所述第一总软错误率、所述第二总软错误率和所述第一高能中子加速因子获取所述电子器件在第一高度海拔处由α粒子导致的第一α粒子软错误率和由高能中子导致的第一高能中子软错误率。如果所述电子器件对热中子敏感，则获取所述电子器件在第三高度海拔处的第三总软错误率、所述电子器件在第四高度海拔处的第四总软错误率和所述电子器件在第五高度海拔处的第五总软错误率；获取第二高能中子加速因子、第三高能中子加速因子、第一热中子加速因子和第二热中子加速因子；根据所述第三总软错误率、所述第四总软错误率、所述第五总软错误率、所述第二高能中子加速因子、所述第三高能中子加速因子、所述第一热中子加速因子和所述第二热中子加速因子获取所述电子器件在第三高度海拔处由α粒子导致第三α粒子软错误率、由高能中子导致的第三高能中子软错误率和由热中子导致的第一热中子软错误率。

本发明通过在不同的海拔高度处多次测试同一电子器件的总软错误率，达到分离高能中子、热中子和α粒子软错误率的目的。所有的软错误率都是根据真实大气环境下测试得到的软错误率计算出来的，结果更加可信。另外本发明避免了高能中子、热中子和α粒子软错误率的单独测量，从而规避了热中子和α粒子软错误率不易测量的缺点，大大降低了电子器件软错误率评估的复杂度和成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种电子器件软错误率评估方法的流程示意图；

图2是本发明实施例中获取电子器件内¹⁰B同位素含量的流程示意图；

图3是本发明实施例通过二次离子质谱仪测试得到的某SRAM(静态随机存取存储器)电子器件中各种元素成分的深度分布图；

图4是本发明实施例获取电子器件在第一高度海拔处的第一总软错误率的流程示意图；

图5是本发明实施例获取第一高能中子加速因子的流程示意图；

图6是本发明实施例获取第一热中子加速因子的流程示意图；

图7是本申请实施例提供的一种电子器件软错误率评估装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于本申请工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，为本申请实施例提供的一种电子器件软错误率评估方法的流程示意图，该软错误率评估方法包括步骤S100至S800。

步骤S100：获取电子器件内¹⁰B同位素的含量。

宇宙射线在入射到地球大气层时，会与大气层原子并发生核级联反应，生成大量的次级中子，构成了地面和大气层中电子系统软错误的主要来源。大气中子为宽能谱，覆盖了从热中子～GeV的能量范围。其中，高能中子入射撞击电子器件原子核，导致核内级联，某些核子从中获得了足够的动能就能逃离原子核。与此同时，某些轻核也可能会从激发的残核中“蒸发”出来。最终带电的核子、轻核和剩下的残核继续进入器件内并沿着运行轨迹电离产生电子-空穴对。如果电离电荷在存储节点被有效收集，则会导致该节点的逻辑状态翻转，于是出现软错误。与高能中子不同，热中子由于能量较低，它们入射到电子器件中并不能发生核反应，但会被器件中可能存在的硼同位素¹⁰B的原子核俘获释放一个α粒子、锂原子核和伽马射线。α粒子和锂原子核都能导致软错误，因此热中子俘获也是电子器件软错误的一个重要来源。

因此在本实施例中，通过获取电子器件内¹⁰B同位素的含量判断所述电子器件对热中子是否敏感。针对电子器件开展¹⁰B同位素检测，如果器件中含有大量的¹⁰B同位素，则认为其对热中子敏感，需要考虑热中子导致的软错误。反之，则认为其对热中子不敏感，可以不考虑热中子导致的软错误。

具体的，在本实施例中，所述获取电子器件内¹⁰B同位素的含量的流程示意图如图2所示，包括以下步骤：

步骤S101：通过一次离子束轰击所述电子器件表面，获取电子器件表面的原子溅射出的带电的二次离子；

步骤S102：利用磁分析仪或四极滤质器所组成的二次离子质谱仪分析所述二次离子的荷/质比，获取¹⁰B同位素的含量。

步骤S200：根据所述¹⁰B同位素的含量判断所述电子器件对热中子是否敏感。

B的两种同位素¹⁰B和¹¹B的自然丰度大约为20％和80％，如果样品中¹⁰B和¹¹B的含量近似满足该比例，则认为样品中含大量的¹⁰B同位素。

图3显示了二次离子质谱仪测试得到的某SRAM电子器件中各种元素成分的深度分布。图中横坐标为溅射时间(Sputter Time)，纵坐标为检测到的对应元素原子数量(Intensity(Counts))。从钝化层(Passivation)开始，随着溅射时间增加，芯片被向下剥层至顶层金属布线层(metal 6)、金属布线层5～金属布线层1(metal 5-metal 1)以及金属布线层间的层间介质(ILD)、接触孔(contact)和硅衬底(Si substrate)。在不断剥离的情况下进行二次离子质谱分析，重点检测Al、Si、Cu、B四种元素的原子数量，以确定¹⁰B在整个芯片中的分布。由于顶层金属布线层为Al金属，金属布线层5～金属布线层1皆为Cu金属，因此Al原子数较多的区域对应顶层金属，Cu原子数量较多的区域对应金属布线层5～金属布线层1，据此可大致区分芯片的纵向结构。测试结果显示该工艺下的SRAM电子器件在靠近硅衬底区域检测到¹¹B，但不含¹⁰B同位素，则可以不用考虑热中子导致的软错误。

步骤S300：如果所述电子器件对热中子不敏感，则获取所述电子器件在第一高度海拔处的第一总软错误率和所述电子器件在第二高度海拔处的第二总软错误率。

在本步骤中，如果器件对热中子不敏感，则在两个不同海拔高度处开展软错误率测试，得到该电子器件在不同高度处的总软错误率。

以SRAM为例，所述获取所述电子器件在第一高度海拔处的第一总软错误率的流程示意图如图4所示，包括以下步骤：

步骤301：在存储阵列中存入预设模式数据，例如，在SRAM存储阵列中写入某已知模式的数据，如全部存储单元写入数据“0”或全部存储数据“1”；

步骤302：在大气天然辐射环境下中辐照所述电子器件，获取辐照过程中所述存储阵列中的目标模式数据；

步骤303：对比所述目标模式数据与所述预设模式数据，根据所述发生错误的数量获取第一总软错误率。所有的总软错误率都是根据真实大气环境下测试得到的软错误率计算出来的，结果更加可信。

所述获取所述电子器件在第二高度海拔处的第二总软错误率也依步骤301至步骤303，不再赘述。

本步骤S300中，测试得到的电子器件的总软错误率可能来源于高能中子和封装材料中放射性元素衰变释放的α粒子。

由于地球上天然存在着大量的放射性元素²³⁵U(0.72％)、²³⁸U(99.2％)和²³²Th(100％)，使得这些元素极易出现在电子器件的各种材料中。同时，电子器件的焊点中总是存在着极微量的²¹⁰Po。这些放射性同位素通常会发生α衰变，释放出能量大约为4-9MeV的α粒子。如果这些α粒子入射到电路的敏感节点，产生的电子-空穴对被有效收集，就有可能产生软错误。另外电子器件封装内的α粒子谱极难获取，使得α粒子软错误率的计算存在较大困难。

本步骤中，两个不同海拔处测试得到的器件总软错误率分别记为SER_{total_1}和SER_{total_2}。

所述电子器件的总软错误率可表示为：

SER_total＝SER_α+SER_高能中子 (1)其中，SER_α和SER_高能中子分别为由α粒子和高能中子导致的软错误率。

步骤S400：获取第一高能中子加速因子。

SER_α不随海拔高度而变化，在不同海拔测试过程中可以认为是恒定的。而SER_高能中子正比于大气高能中子通量，会随着海拔高度的增加而增加。以所述第一海拔高度为基准，将所述第二高度海拔处的第二高能中子通量与所述第一高度海拔处的第一高能中子通量之比A1定义为第一高能中子加速因子。优选地，获取第一高能中子加速因子的流程示意图如图5所示，具体包括以下步骤：

步骤S401：获取所述电子器件在第一高度海拔处的第一高能中子通量；

步骤S402：获取所述电子器件在第二高度海拔处的第二高能中子通量；

步骤S403：根据所述第一高能中子通量和第二高能中子通量获取所述第一高能中子加速因子。

步骤S500：根据所述第一总软错误率、所述第二总软错误率和所述第一高能中子加速因子获取所述电子器件在第一高度海拔处由α粒子导致的第一α粒子软错误率和由高能中子导致的第一高能中子软错误率，在第二高度海拔处由α粒子导致的第二α粒子软错误率和由高能中子导致的第二高能中子软错误率。

根据以下函数关系式获取所述电子器件在第一高度海拔处由α粒子导致的第一α粒子软错误率和由高能中子导致的第一高能中子软错误率：

SER_{total_1}＝SER_{α_1}+SER_{高能中子_1} (1)

SER_{total_2}＝SER_{α_2}+SER_{高能中子_2} (2)

SER_{tota_2}＝SER_{α_2}+SER_{高能中子_2}＝SER_{α_1}+A₁SER_{高能中子_1} (3)

式中，SER_{total_1}为第一总软错误率，SER_{total_2}为第二总软错误率，SER_{α_1}为第一α粒子软错误率，SER_{高能中子_1}为第一高能中子软错误率，SER_{α_2}为第二α粒子软错误率，SER_{高能中子_2}为第二高能中子软错误率，A₁为第一高能中子加速因子。

在另一个具体实施例中，所述根据所述¹⁰B同位素的含量判断所述电子器件对热中子是否敏感，还包括：

步骤S600：如果所述电子器件对热中子敏感，则获取所述电子器件在第三高度海拔处的第三总软错误率、所述电子器件在第四高度海拔处的第四总软错误率和所述电子器件在第五高度海拔处的第五总软错误率。

本实施例中，所述第三高度海拔与前述的第一高度海拔可以为相同海拔或者为不同海拔，第四高度海拔与前述的第二高度海拔可以为相同海拔或者为不同海拔，此处不作具体限定。

本实施例中，所述第三总软错误率、第四总软错误率和第五总软错误率可以通过执行步骤301至步骤303获取，不再赘述。

步骤S700：获取第二高能中子加速因子、第三高能中子加速因子、第一热中子加速因子和第二热中子加速因子。

本步骤中，所述第二高能中子加速因子和所述第三高能中子加速因子的获取可以参考步骤S401至步骤S403，不再赘述。

优选地，获取第一热中子加速因子的流程示意图如图6所示，具体包括以下步骤：

步骤S701：获取所述电子器件在第三高度海拔处的第一热中子通量；

步骤S702：获取所述电子器件在第四高度海拔处的第二热中子通量；

步骤S702：获取所述电子器件在第五高度海拔处的第三热中子通量；

步骤S704：根据所述第一热中子通量、所述第二热中子通量和所述第三热中子通量获取所述第一热中子加速因子。

步骤S800：根据所述第三总软错误率、所述第四总软错误率、所述第五总软错误率、所述第二高能中子加速因子、所述第三高能中子加速因子、所述第一热中子加速因子和所述第二热中子加速因子获取所述电子器件在第三高度海拔处由α粒子导致的第三α粒子软错误率、由高能中子导致的第三高能中子软错误率和由热中子导致的第一热中子软错误率。

根据以下函数关系式获取所述电子器件在第三高度海拔处由α粒子导致第三α粒子软错误率、由高能中子导致的第三高能中子软错误率和由热中子导致的第一热中子软错误率：

SER_{total_3}＝SER_{α_3}+SER_{高能中子_3}+SER_{热中子_1} (4)

SER_{total_4}＝SER_{α_4}+SER_{高能中子_4}+SER_{热中子_2}＝SER_{α_3}+A₂SER_{高能中子_3}+B₁SER_{热中子_1} (5)

SER_{total_5}＝SER_{α_5}+SER_{高能中子_5}+SER_{热中子_3}＝SER_{α_3}+A₃SER_{高能中子_3}+B₂SER_{热中子_1} (6)

式中，SER_{total_3}为第三总软错误率，SER_{total_4}为第四总软错误率，SER_{total_5}为第五总软错误率，SER_{α_3}为第三α粒子软错误率，SER_{α_4}为第四α粒子软错误率，SER_{α_5}为第五α粒子软错误率，SER_{高能中子_3}为第三高能中子软错误率，SER_{高能中子_4}为第四高能中子软错误率，SER_{高能中子_5}为第五高能中子软错误率，SER_{热中子_1}为第一热中子软错误率，SER_{热中子_2}为第二热中子软错误率，SER_{热中子_3}为第三热中子软错误率，A₂为第二高能中子加速因子，A₃为第三高能中子加速因子，B₁为第一热中子加速因子，B₂为第二热中子加速因子。

与本申请提供的一种电子器件软错误率评估方法实施例相对应，本申请还提供了一种电子器件软错误率评估的装置的实施例。参见图7，为本申请实施例提供的一种电子器件软错误率评估的装置的结构示意图，所述装置包括：

¹⁰B同位素含量获取模块100，用于获取电子器件内¹⁰B同位素的含量；

判断模块200，用于根据所述¹⁰B同位素的含量判断所述电子器件对热中子是否敏感；

总软错误率获取模块300，用于获取所述电子器件在第一高度海拔处的第一总软错误率、所述电子器件在第二高度海拔处的第二总软错误率、所述电子器件在第三高度海拔处的第三总软错误率、所述电子器件在第四高度海拔处的第四总软错误率和所述电子器件在第五高度海拔处的第五总软错误率；

加速因子获取模块400，用于获取第一高能中子加速因子、第二高能中子加速因子、第三高能中子加速因子、第一热中子加速因子和第二热中子加速因子；

软错误率获取模块500，用于根据所述第一总软错误率、所述第二总软错误率、所述第三总软错误率、所述第四总软错误率和所述第五总软错误率，所述第一高能中子加速因子、第二高能中子加速因子、第三高能中子加速因子、第一热中子加速因子和第二热中子加速因子获取所述电子器件由α粒子导致的α粒子软错误率、由高能中子导致的高能中子软错误率、由热中子导致的热中子软错误率。

本发明通过根据所述¹⁰B同位素的含量判断所述电子器件对热中子是否敏感后，在不同的海拔高度处多次测试同一电子器件的总软错误率，达到分离高能中子、热中子和α粒子软错误率的目的。所有的软错误率都是根据真实大气环境下测试得到的软错误率计算出来的，结果更加可信。另外本发明避免了高能中子、热中子和α粒子软错误率的单独测量，从而规避了热中子和α粒子软错误率不易测量的缺点，大大降低了电子器件软错误率评估的复杂度和成本。

本发明以SRAM电路为例来描述，亦适用于其他带存储模块的软错误敏感电路。

根据上述电子器件软错误率评估方法，本发明实施例还提供一种可读存储介质和一种计算机设备。可读存储介质上存储有可执行程序，该程序被处理器执行时实现上述一种电子器件软错误率评估方法的步骤；计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的可执行程序，处理器执行程序时实现上述一种电子器件软错误率评估方法的步骤。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种电子器件软错误率评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取电子器件内¹⁰B同位素的含量；

根据所述¹⁰B同位素的含量判断所述电子器件对热中子是否敏感；

如果所述电子器件对热中子不敏感，则获取所述电子器件在第一高度海拔处的第一总软错误率和所述电子器件在第二高度海拔处的第二总软错误率；

获取第一高能中子加速因子；

根据所述第一总软错误率、所述第二总软错误率和所述第一高能中子加速因子获取所述电子器件在第一高度海拔处由α粒子导致的第一α粒子软错误率和由高能中子导致的第一高能中子软错误率。

2.根据权利要求1所述的电子器件软错误率评估方法，其特征在于，所述获取电子器件内¹⁰B同位素的含量，包括以下步骤：

通过一次离子束轰击所述电子器件表面，获取电子器件表面的原子溅射出的带电的二次离子；

分析所述二次离子的荷/质比，获取¹⁰B同位素的含量。

3.根据权利要求1所述的电子器件软错误率评估方法，其特征在于，所述获取所述电子器件在第一高度海拔处的第一总软错误率，包括以下步骤：

在存储阵列中存入预设模式数据；

在大气天然辐射环境下辐照所述电子器件，获取辐照过程中所述存储阵列中的目标模式数据；

对比所述目标模式数据与所述预设模式数据，根据发生错误的数量获取第一总软错误率。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电子器件软错误率评估方法，其特征在于，所述获取第一高能中子加速因子，包括以下步骤：

获取所述电子器件在第一高度海拔处的第一高能中子通量；

获取所述电子器件在第二高度海拔处的第二高能中子通量；

根据所述第一高能中子通量和第二高能中子通量获取所述第一高能中子加速因子。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的电子器件软错误率评估方法，其特征在于，根据所述第一总软错误率、所述第二总软错误率和所述第一高能中子加速因子获取所述电子器件在第一高度海拔处由α粒子导致的第一α粒子软错误率和由高能中子导致的第一高能中子软错误率，包括以下步骤：

根据以下函数关系式获取所述电子器件在第一高度海拔处由α粒子导致的第一α粒子软错误率和由高能中子导致的第一高能中子软错误率：

SER_{total_1}＝SER_{α_1}+SER_{高能中子_1}

SER_{total_2}＝SER_{α_2}+SER_{高能中子_2}＝SER_{α_1}+A₁SER_{高能中子_1}

式中，SER_{total_1}为第一总软错误率，SER_{total_2}为第二总软错误率，SER_{α_1}为第一α粒子软错误率，SER_{高能中子_1}为第一高能中子软错误率，SER_{α_2}为第二α粒子软错误率，SER_{高能中子_2}为第二高能中子软错误率，A₁为第一高能中子加速因子。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的电子器件软错误率评估方法，其特征在于，还包括：

如果所述电子器件对热中子敏感，则获取所述电子器件在第三高度海拔处的第三总软错误率、所述电子器件在第四高度海拔处的第四总软错误率和所述电子器件在第五高度海拔处的第五总软错误率；

获取第二高能中子加速因子、第三高能中子加速因子、第一热中子加速因子和第二热中子加速因子；

根据所述第三总软错误率、所述第四总软错误率、所述第五总软错误率、所述第二高能中子加速因子、所述第三高能中子加速因子、所述第一热中子加速因子和所述第二热中子加速因子获取所述电子器件在第三高度海拔处由α粒子导致的第三α粒子软错误率、由高能中子导致的第三高能中子软错误率和由热中子导致的第一热中子软错误率。

7.根据权利要求6所述的电子器件软错误率评估方法，其特征在于，所述获取第一热中子加速因子和第二热中子加速因子，包括以下步骤：

获取所述电子器件在第三高度海拔处的第一热中子通量；

获取所述电子器件在第四高度海拔处的第二热中子通量；

获取所述电子器件在第五高度海拔处的第三热中子通量；

根据所述第一热中子通量、第二热中子和所述第三热中子通量获取所述第一热中子加速因子和第二热中子加速因子。

8.根据权利要求6所述的电子器件软错误率评估方法，其特征在于，根据所述第三总软错误率、所述第四总软错误率、所述第五总软错误率、所述第二高能中子加速因子、所述第三高能中子加速因子、所述第一热中子加速因子和所述第二热中子加速因子获取所述电子器件在第三高度海拔处由α粒子导致的第三α粒子软错误率、由高能中子导致的第三高能中子软错误率和由热中子导致的第一热中子软错误率，包括以下步骤：

根据以下函数关系式获取所述电子器件在第三高度海拔处由α粒子导致的第三α粒子软错误率、由高能中子导致的第三高能中子软错误率和由热中子导致的第一热中子软错误率：

SER_{total_3}＝SER_{α_3}+SER_{高能中子_3}+SER_{热中子_1}

SER_{total_4}＝SER_{α_4}+SER_{高能中子_4}+SER_{热中子_2}＝SER_{α_3}+A₂SER_{高能中子_3}+B₁SER_{热中子_1}

SER_{total_5}＝SER_{α_5}+SER_{高能中子_5}+SER_{热中子_3}＝SER_{α_3}+A₃SER_{高能中子_3}+B₂SER_{热中子_1}

式中，SER_{total_3}为第三总软错误率，SER_{total_4}为第四总软错误率，SER_{total_5}为第五总软错误率，SER_{α_3}为第三α粒子软错误率，SER_{α_4}为第四α粒子软错误率，SER_{α_5}为第五α粒子软错误率，SER_{高能中子_3}为第三高能中子软错误率，SER_{高能中子_4}为第四高能中子软错误率，SER_{高能中子_5}为第五高能中子软错误率，SER_{热中子_1}为第一热中子软错误率，SER_{热中子_2}为第二热中子软错误率，SER_{热中子_3}为第三热中子软错误率，A₂为第二高能中子加速因子，A₃为第三高能中子加速因子，B₁为第一热中子加速因子，B₂为第二热中子加速因子。

9.一种电子器件软错误率评估装置，其特征在于，包括：

¹⁰B同位素含量获取模块，用于获取电子器件内¹⁰B同位素的含量；

判断模块，用于根据所述¹⁰B同位素的含量判断所述电子器件对热中子是否敏感；

总软错误率获取模块，用于获取所述电子器件在第一高度海拔处的第一总软错误率、所述电子器件在第二高度海拔处的第二总软错误率；

加速因子获取模块，用于获取第一高能中子加速因子；

软错误率获取模块，用于根据所述第一总软错误率、所述第二总软错误率和所述第一高能中子加速因子获取所述电子器件在第一高度海拔处由α粒子导致的第一α粒子软错误率和由高能中子导致的第一高能中子软错误率。

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-8中任一项所述的电子器件软错误率评估方法的步骤。

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