شبیه سازی اثرات تابشهای پروتون و الکترون بروی لایه های محافظ در سلول منطقی دیجیتالی ‌درون تراشه ‌FPGA‌ با استفاده از کد ‌FLUKA

نویسندگان

دانشگاه دامغان

چکیده

در این مقاله اثرات تابش­های پروتون و الکترون بروی لایه­ های محافظ در سلول منطقی دیجیتالی درون تراشه FPGA  با استفاده از کد  FLUKA شبیه­ سازی شده است.  با استفاده از کد مونت کارلوی، ترابرد الکترونها و پروتونها در یک سلول منطقی مربوط به دروازه ­ی دیجیتالی درون تراشه FPGA مورد بررسی قرار گرفته شده است. در این شبیه­ سازی، حداکثر انرژی الکترونهای و پروتونهای وارد شده به سلول منطقی تراشه بین 30 تا 50 مگا­الکترون ولت بوده و آثار اختلالات ناشی از تابش بر مواد نیمه­هادی و همچنین برخی از اثرات مخرب تابش پرتوهای الکترون و پروتون در پنج ساختار متفاوت با بکار بردن لایه­ های آلومینیوم، سیلیکون، دی اکسید سیلیکون، بورن و اکسید بورن مورد بررسی قرار گرفته شده است. نتایج شبیه­ سازی­ها نشان می­دهد، بکار بردن لایه­ی ضخیم دی اکسید سیلیکون در چند لایه­ ی متفاوت موجب کاهش آثار ناشی از اختلال ها نسبت به سایر ساختارها خواهد شد.
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Monte Carlo Simulation of Radiation effects in protection layers of logical cell of the digital gate in ‎the FPGA for electron and proton rays Using the FLUKA Code

نویسندگان [English]

  • Nafiseh Khosravi
  • Mojtaba Tajik
  • Behzad Boghrati
چکیده [English]

In this paper, radiation effects in protection layers of logical cell of the digital gate in the FPGA for electron and proton rays was simulated Using the FLUKA Code. by using of the Monte Carlo simulation, the electron and proton transport into the logical cell of the digital gate in the FPGA will be studied. In this simulation, the maximum energy of the electrons and protons at the entrance of logic cell have been chosen between 30 to 50 MeV and the degradation effects of these rays on semiconductor material, their effects on five different layer configurations such as layer of aluminum, silicon, silicon dioxide, boron dioxide and boron will be studied. The simulation result shows that using the multi-layer of silicon dioxide relatives to the other cases leads to reduction of degradation effects on semi-conductor sensitive volume.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • logical cell
  • Proton
  • radiation effects
  • SEU
  • FLUKA code

مراجع

[1] A. Robert Weller and H. Marcus. Monte Carlo Simulation of Single Event Effects. IEEE Trans. Nucl. Sci. 57 (2010) 1726-1746. [2] M. J. Gadlage and A. H. Roach. Electron-induced single-event upsets in 45-nm and 28-nm bulk CMOS SRAM-based FPGAs operating at nominal voltage. IEEE Trans. Nucl. Sci. 62 (2015) 2717-2724. [3] Jean-Luc Autran and D. Munteanu. SOFT ERRORS FROM PARTICALES TO CIRCUITS. Taylor& Francis Group, LLC, (2015). [4] R.Velazco, P. Fouillat and R. Reis. Radiation Effects on Embedded Systems. springer (2007). [5] Space Radiation Effects onMicroelectronics, NASA Jet Propulsion Laboratory. (2002) 118-120. [6] T. Spina and C.Scheuerlein. Correlation between the number of displacements per atom (dpa) and Tc after high energy irradiations of Nb3Sn wires for the HL-LHC. IEEE, (2016). [8] S. Buchner and D.McMorrow. Overview of Single Event Effects. Washington, DC USA,(2015). [9] G. F. Knoll. Radiation Detection and Measurment. John Wiley & Sons, (2000).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار