[发明专利]高剂量辐射检测器

说明书

背景技术

由集成电路(IC)接收的单个带电粒子能够将数以千计的电子撞击至释放，从而导致电子噪声和信号尖峰。例如，就数字电路而言，电子噪声和信号尖峰能够导致寄存器捕获不正确的数据。商用集成电路的耐辐射性随着工艺技术缩放而增加。

附图说明

根据以下给出的具体实施方式以及本发明的各种实施例的附图，将更加充分地理解本发明的实施例，然而，这不应当被理解为将本发明限制为特定的实施例，而是仅用于解释和理解。

图1是根据本发明的一个实施例的辐射检测的高级架构。

图2A是根据本发明的一个实施例的可编程辐射检测器。

图2B是根据本发明的一个实施例的图2A的可编程辐射检测器的具体形式。

图3是根据本发明的一个实施例的基于可编程共栅极积分器的辐射检测器。

图4A是光-电流二极管的常规布局。

图4B是根据本发明的一个实施例的用于高效辐射检测的、具有较小结面积和电容的光-电流二极管的改进布局。

图5是根据本发明的一个实施例的具有用作光-电流二极管的寄生双极的光电晶体管设计。

图6是根据本发明的一个实施例的具有用作辐射检测器的装置的智能设备或计算机系统或SOC(片上系统)。

具体实施方式

实施例描述了成本高效的并且鲁棒的高剂量率辐射检测器电路以及具有改进的信噪比的架构。术语“高剂量率”通常指在特定时间窗口内沉积于设备上的高能辐射的量。例如，5×10⁸Rad/sec和更高的剂量率是高剂量率。

在一个实施例中，处理器包括辐射检测架构，该辐射检测架构包括耦合到逻辑单元(也称为第一逻辑单元)的多个辐射检测器，逻辑单元接收来自多个辐射检测器的输出以确定真正的高剂量率辐射是否被处理器所接收，或所接收的辐射是否是由宇宙辐射导致的单粒子翻转(SEU)。在一个实施例中，辐射检测器滤除SEU。

在一个实施例中，第一逻辑单元像表决单元一样工作，其基于多个辐射检测器中的大多数辐射检测器的输出来对是否接收了真正的高剂量率辐射做出判定。在一个实施例中，第一逻辑单元的输出是由处理器的适当逻辑(如，功率管理单元)所接收的，该处理器的适当逻辑响应于第一逻辑单元的输出来关闭处理器。在一个实施例中，第一逻辑单元的输出由操作系统接收，该操作系统可以使处理器响应于第一逻辑单元的输出而采取行动。例如，操作系统可以强制或请求处理器将其自身关闭、在检测到辐射后丢弃存储内容、重复上一条处理器指令以确定适当的执行结果，等等。

在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释。然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的。在其它实例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。

注意，在实施例的对应附图中，用线来表示信号。一些线较粗，以表示更多构成的信号路径(constituent signal path)，和/或一些线的一个或多个末端具有箭头，以表示主要信息流向。这些表示不是想要进行限制。事实上，结合一个或多个示例性实施例使用这些线有助于更容易地理解电路或逻辑单元。任何所代表的信号(由设计需求或偏好所决定)实际上可以包括可以在任意一个方向传送的并且可以以任何适当类型的信号方案实现的一个或多个信号。

贯穿整个说明书，以及在权利要求书中，术语“连接”表示在没有任何中间设备的情况下所连接的物体之间的直接电气连接。术语“耦合”表示所连接的物体之间的直接电气连接或通过一个或多个无源或有源的中间设备的间接连接。术语“电路”表示被设置为彼此配合以提供所期望的功能的一个或多个无源和/或有源部件。术语“信号”表示至少一个电流信号、电压信号或数据/时钟信号。“一个”，“一种”及“所述”的含义包括复数的引用。“在......中”的含义包括“在......内”和“在......上”。

术语“缩放”通常指的是将设计(原理图及布局)从一种工艺技术转换为另一种工艺技术。术语“缩放”通常也指的是在同一个工艺节点内将布局和设备的尺寸缩小。术语“基本上”、“接近”、“近似”、“附近”、“大约”等通常指的是在目标值的+/-20％以内。