集成电路激光故障注入技术研究

发布时间：2024-12-01 04:38

　　集成电路在航天应用时会受到空间辐射环境的影响,面临发生故障的风险。其中,单粒子效应,即空间中单个高能粒子穿过芯片敏感节点产生电离电荷,导致芯片存储数据翻转、功能失效、电流剧增甚至毁坏的现象是最主要的故障形式。因此,在航天电子系统设计过程中,必须在地面对芯片及其应用电路进行单粒子效应测试及评估,确保芯片不发生单粒子效应,或采取了足够的措施应对单粒子效应。集成电路的故障注入技术是通过建立故障模型,人为注入芯片故障,加速芯片及其电路系统故障过程的测试评价技术。激光故障注入技术因其空间和时间的高分辨性、能量调节的便捷性和使用的灵活性是一种非常高效的物理故障注入手段,已在单粒子效应测试领域得到广泛关注。此外,在信息安全领域,集成电路面临人为攻击的风险。这种主动攻击形成的故障,与单粒子效应类似,却可能破坏芯片中的密码体制,导致秘密信息被窃取。激光故障注入技术作为一种通用的故障产生技术,能够在集成电路可靠性和安全性测试中发挥重要作用。本文基于中科院空间中心自主研制的脉冲激光故障注入装置,开展了激光故障注入的故障类型控制、故障薄弱点定位等研究,归纳了激光故障注入芯片的原理、故障机制及试验方法,实现了精确...

【文章页数】：176 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-2高低温故障注入

集成电路激光故障注入技术研究6低温环境中的容错能力，高温和低温可以分别通过加热片和液氮实现，如图1-2所示。辐射源主要模拟芯片或系统在辐射环境（如航天、核电站应用等）中的抗辐射能力，根据具体的辐射环境，采用相应种类和能量的辐射粒子（如X射线、质子、中子、重离子等）进行试验，如图1....

图1-3辐射源故障注入示意图

集成电路激光故障注入技术研究6低温环境中的容错能力，高温和低温可以分别通过加热片和液氮实现，如图1-2所示。辐射源主要模拟芯片或系统在辐射环境（如航天、核电站应用等）中的抗辐射能力，根据具体的辐射环境，采用相应种类和能量的辐射粒子（如X射线、质子、中子、重离子等）进行试验，如图1....

图1-4电磁注入

集成电路激光故障注入技术研究6低温环境中的容错能力，高温和低温可以分别通过加热片和液氮实现，如图1-2所示。辐射源主要模拟芯片或系统在辐射环境（如航天、核电站应用等）中的抗辐射能力，根据具体的辐射环境，采用相应种类和能量的辐射粒子（如X射线、质子、中子、重离子等）进行试验，如图1....

图1-5激光注入

第1章引言7激光注入是将激光束注入到芯片内部，通过光电作用产生额外的载流子导致芯片存储信息或运行状态发生改变，如图1-5所示。激光注入芯片最初也是用于模拟辐射对芯片的影响[29]，其后激光注入的应用逐渐丰富起来。一方面，激光仍然作为一种器件辐射效应模拟手段，特别是模拟单粒子效应[....

本文编号：4013548