[发明专利]辐射检测装置及方法

说明书

发明领域

本发明涉及集成电路；本发明尤其涉及对集成电路内的软差错的检测。

背景

现今需要昂贵的辐射检测器来检测环境辐射。这些辐射检测器使用盖革-弥勒 (Geiger-Mueller)管来构造。这些管子易碎，也很容易坏。此外，这些辐射检测 器相对较大且消耗大量的功率。所以这些检测器不便携带。

在集成电路(IC)领域，晶体管具有亚微米范围的大小。这些小型晶体管对 宇宙(中子)和α粒子轰击更为敏感。因此，粒子击中其上制造有晶体管的硅就会 完全改变晶体管的状态。例如，持有0值的锁存器可能会变成1值。此种现象被称 为软差错。

附图简述

从如下将给出的对本发明各实施例的详细描述及附图中就能全面地理解本发 明。然而附图并不旨在将本发明限于具体实施例，而仅用于解释和理解。

图1示出了计算机系统的一个实施例；

图2示出了辐射检测器的一个实施例；

图3示出了典型α轰击的一个实施例的曲线图；以及

图4示出了典型的中子轰击的一个实施例的曲线图。

详细描述

如下将描述一种用于检测辐射的机制。在说明书中对“一个实施例”或“一 实施例”的参考指的是结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的 至少一个实施例内。在本说明书各处出现的短语“在一个实施例中”无需都指代同 一实施例。

在随后的描述中，将阐明多个细节。然而本领域的普通技术人员显而易见的 是无需这些具体细节也能实现本发明。在其他实例中，公知的结构和设备以框图形 式示出而非详细示出以免淡化本发明的主旨。

图1是计算机系统100的一个实施例的框图。计算机系统100包括耦合至总 线105的中央处理单元(CPU)102。在一个实施例中，CPU 102是可以从加利福 尼亚州圣克拉拉市的Intel公司购买的处理器系列的处理器，包括 处理器系列、处理器和处理器。另外也可使用 其它的CPU。

根据一个实施例，总线105是与芯片组107的存储器控制集线器(MCH)110 组件进行通信的前侧总线(FSB)。MCH 110包括耦合至主系统存储器115的存 储器控制器112。主系统存储器115存储数据、指令序列以及由数据信号表示并可 由CPU 102或包括在系统100内的任何其他设备执行的代码。在一个实施例中， 主系统存储器115包括动态随机存取存储器(DRAM)；然而也可使用其他类型的 存储器来实现主系统存储器115。

根据一个实施例，MCH 110经由集线器接口与输入/输出控制集线器(ICH) 140相耦合。ICH 140提供了与计算机系统100内的输入/输出(I/O)设备的接口。 例如，ICH 140可以耦合至检测器150。在一个实施例中，检测器150可以经由串 行链接与ICH 140相耦合。然而本领域普通技术人员应该认识到也可使用其他链接 (例如，光学、倒装芯片、管芯堆叠等)。

根据一个实施例，检测器150检测计算机系统100可能导致在计算机系统100 内的IC处的软差错的辐射条件。更具体地，检测器150可以检测各种辐射级别(例 如，α、中子和γ粒子类型)。图2示出了检测器150的一个实施例的框图。

参见图2，检测器150包括逻辑阵列210和220。在一个实施例中，逻辑阵列 210和220被设计成具备一有效软差错率(SER)。一般现代的半导体结构被设计 成对SER不敏感。于是，使用精密设计技术来吸收随机的α粒子或中子轰击而不 翻转逻辑状态或存储器状态。然而，对检测器150所做的则恰好相反。逻辑阵列 210和220在α和中子粒子分别轰击扩散区的情况下会改变状态。

α和中子轰击在半导体中具有不同的能量传递图。通过将逻辑210和220设 计成对一种类型的轰击更敏感而对另一种正好相反，使得逻辑210和220能够利用 这些分离的图。图3示出了用于α轰击的能量图的一个实施例的曲线图，而图4 则示出了用于典型的中子轰击的能量图的一个实施例的曲线图。