專利名稱：響應宇宙射線檢測的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及響應檢測宇宙射線的集成電路芯片以及相關系統(tǒng)和宇宙射線檢測器。
背景技術：
地球表面上的正常背景輻射環(huán)境具有有時影響半導體集成電路芯片(例如計算機中使用的存儲器芯片)的可靠性的電離部分。如果入侵的粒子接近芯片中的p-n結，則它可能引起軟錯誤，或可能引起信號更改電壓并由此導致更改電壓值的數(shù)據(jù)位的單粒子翻轉。可能因擊穿粒子而產(chǎn)生過量的電子-空穴對。p-n結附近的場如果足夠強，則在這些電子和空穴復合之前將它們分離，并將相應符號的過量載流子清除到附近的裝置觸點。如果這種收集的電荷超過臨界閾值，則可能寄存隨機信號。
中子或質(zhì)子形式的宇宙射線可以隨機地撞擊芯片中的硅核并將它們分裂，產(chǎn)生阿爾法粒子和其他再生粒子、包括反沖核子。它們可能攜帶能量向各個方向前進，其中的能量可能非常高(但是固然小于進入的核子能量)。這樣產(chǎn)生的阿爾法粒子軌跡有時可能穿過硅延伸一百微米。電離粒子的軌跡可能穿過感興趣芯片體延伸若干分之一微米到幾個微米，由此以每3.6eV(電子伏特)能量損失一對的速率生成電子-空穴對。典型的軌跡可以表示百萬對空穴和電子。
發(fā)生過宇宙射線引起的計算機崩潰，并且預期隨著裝置(例如晶體管)在芯片中的尺寸縮小，這種崩潰的情況會更頻繁。這種問題凸顯成為將來十年內(nèi)計算機可靠性的主要限制因素。
曾提出多種方法來消除或減少因芯片中宇宙射線的相互作用導致的軟錯誤的數(shù)量。這些方法都不完全成功，特別是由于裝置的尺寸在不斷縮小。
另一種方法是接受一些軟錯誤的發(fā)生，并設計存儲器和邏輯電路以在所有計算中包含冗余性。這種方法包括更多的門電路和在貢獻冗余的元件之間包括足夠的空間隔離以避免來自相同宇宙射線的相互軟錯誤。這種方法對于許多芯片來說是不可行的。


通過下文給出的詳細描述以及本發(fā)明實施例的附圖，將更全面地理解本發(fā)明，當然這些附圖不應視為將本發(fā)明限于所描述的特定實施例，而只應視為出于解釋和理解目的。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一些實施例包括具有電路的芯片和宇宙射線檢測器的系統(tǒng)的示意框圖表示。
圖2和圖3分別是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的圖1中的電路的示意框圖表示。
圖4和圖5分別是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的芯片的示意框圖表示。
圖6是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的具有兩個芯片的系統(tǒng)。
圖7和圖8分別是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的芯片的示意框圖表示。
圖9和圖10分別是根據(jù)本發(fā)明一些實施例、包括芯片和三個宇宙射線檢測器的系統(tǒng)的示意框圖表示。
圖11是根據(jù)本發(fā)明一些實施例、包括芯片和宇宙射線檢測器的系統(tǒng)的示意框圖表示。
圖12是根據(jù)本發(fā)明一些實施例、包括芯片和三個宇宙射線檢測器的系統(tǒng)的示意框圖表示。
圖13和圖14分別是根據(jù)本發(fā)明一些實施例、包括兩個宇宙射線檢測器的芯片的橫截面?zhèn)纫晥D的示意框圖表示。
圖15是根據(jù)本發(fā)明一些實施例、包括兩個宇宙射線檢測器的芯片和封裝的橫截面?zhèn)纫晥D的示意框圖表示。
圖16、圖17和圖18分別是根據(jù)本發(fā)明一些實施例、包括宇宙射線檢測器的芯片的橫截面?zhèn)纫晥D的示意框圖表示。
圖19是根據(jù)本發(fā)明一些實施例、包括宇宙射線檢測器的芯片和封裝的橫截面?zhèn)纫晥D的示意框圖表示。
圖20是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的宇宙射線檢測器、電流測量電路和放大器的示意框圖表示。
圖21是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的包括宇宙射線檢測器的芯片的橫截面?zhèn)纫晥D的示意框圖表示。
圖22和圖23分別是根據(jù)本發(fā)明一些實施例、與宇宙射線檢測器相關聯(lián)的芯片的示意框圖表示。
圖24和圖25分別是可根據(jù)本發(fā)明一些實施例使用的電路的示意框圖表示。
具體實施例方式
A.芯片和系統(tǒng)的示例參考圖1，芯片20包括接收導體22上的輸入信號并向輸出導體28提供輸出信號的電路24。電路24可以包括任何范圍廣泛的電路，并可以執(zhí)行任何范圍廣泛的功能。宇宙射線檢測器26檢測進入芯片20的至少一些宇宙射線。宇宙射線檢測器26向電路24提供宇宙射線的檢測的指示。能以多種方式指示宇宙射線檢測信號。例如，宇宙射線檢測信號可以是導體上從宇宙射線檢測器26到電路24的邏輯高電壓，而相同導體上的邏輯低電壓指示未檢測到宇宙射線，當然并非必定如此。宇宙射線檢測器26與電路24之間可能有圖1中未示出的附加電路。因此，宇宙射線檢測信號可能在宇宙射線檢測器26與電路24之間改變它的形式、狀態(tài)或其他特征。如本文所使用的，術語“宇宙射線”旨在廣義地解釋為包括可能改變芯片中的信號電壓的各種宇宙射線或粒子。
在一些實施例中，宇宙射線檢測器26通過檢測宇宙射線與芯片或芯片封裝的相互作用來間接地檢測宇宙射線，而不是直接檢測宇宙射線本身。在其他實施例中，宇宙射線檢測器26直接檢測宇宙射線。在一些實施例中，宇宙射線檢測器26同時可以直接和間接地檢測宇宙射線。可預期一些檢測到的宇宙射線將導致軟錯誤，而其他檢測到的宇宙射線不會導致軟錯誤。宇宙射線檢測器26將不知道宇宙射線是否確實導致了軟錯誤。還可能的是，一些宇宙射線檢測器可能有時誤識別宇宙射線，并響應誤識別創(chuàng)建宇宙射線檢測信號。
根據(jù)該實施例，電路24能以多種方式響應接收到宇宙射線檢測信號。例如，在一些實施例中，電路24臨時性地停止向導體28發(fā)送輸出信號。丟棄電路24的一些或所有內(nèi)部信號，并由電路24再次處理至少一些輸入信號。如下文所解釋的，在一些實施例中，保存并再次使用一些內(nèi)部信號，而非將其丟棄。在重新處理輸入信號之后，將得到的輸出信號提供到導體28。可以通過阻止時鐘信號對輸出信號設置時鐘來臨時性地停止輸出信號。在一些實施例中，導體28臨時性地被置于高阻抗狀態(tài)(也稱為三態(tài)狀態(tài))，當然也并非必定如此。
在一些實施例中，當檢測到宇宙射線時，電路24在較早狀態(tài)處重新啟動。這是推測性執(zhí)行的一個新變體，其中推測是將不發(fā)生任何軟錯誤。一個或多個位值可以記錄芯片工作期間邏輯處理單元附近的宇宙射線事件。對于許多操作來說，記錄一個或多個信號(潛在地)遇到錯誤就足夠了，即便是在操作完成之后并且結果正由另一個邏輯實體使用。
圖2提供圖1的電路24的示例，然而電路24不一定要包括這些細節(jié)。在圖2的示例中，電路24包括子電路SC1、SC2和SC3。這些子電路可以是從非常簡單的電路到非常密集的包含數(shù)百萬個晶體管的電路的任何電路。子電路SC1接收輸入信號，并對它們執(zhí)行某些操作以創(chuàng)建內(nèi)部信號IS1。子電路SC2接收內(nèi)部信號IS1，并對此響應以創(chuàng)建內(nèi)部信號IS2。子電路SC3是輸出電路，它接收內(nèi)部信號IS2并選擇性地將它們作為輸出信號提供到導體28。通過來自邏輯32的輸出控制信號選擇性地阻止子電路SC3輸出輸出信號(例如，通過阻止時鐘信號對輸出信號設置時鐘)。子電路SC3可以是簡單的邏輯門或者較復雜。除了所示的那些信號外，這些子電路可以接收輸入和輸出信號。
操作中，通常的情況是，宇宙射線檢測器26沒有檢測到宇宙射線，并不將宇宙射線檢測信號提供到電路24的邏輯32。當沒有接收到宇宙射線檢測信號時，邏輯32不使子電路SC3因檢測到的宇宙射線(當然也可能存在邏輯32阻止輸出信號的另一個原因)而阻止信號IS2傳到輸出導體28。另一方面，當接收到宇宙射線檢測信號時，邏輯32使輸出控制信號臨時性地使子電路SC3不傳遞內(nèi)部信號IS2。在一些實施例中，不重新啟用子電路SC3，直到IS2適于它進行輸出為止。
在圖2中，可以僅通過在施加新輸入時更改子電路SC1和SC2中的內(nèi)部信號來丟棄它們?；蛘?，如圖3所示，邏輯32可以向SC1和SC2提供丟棄信號以使內(nèi)部信號被丟棄。
在一些實施例中，邏輯32還可以使至少一些輸入信號再次施加到電路24或這些子電路中的其中一些。這可以使電路24在信號的先前狀態(tài)上工作。
在一些實施例中，將輸入信號存儲在臨時存儲器中，并從臨時存儲器將其施加到電路24，雖然此類臨時存儲器不包括在所有實施例中。在一些實施例中，還將一些內(nèi)部信號存儲在臨時存儲器中以供再次使用。在這些實施例中，某些輸入信號和內(nèi)部信號的組合可以構成較早的狀態(tài)。例如，邏輯32可以指示電路24從臨時存儲器讀取。
圖4示出具有作為電路24的一部分的臨時存儲器48的芯片40。臨時存儲器48可以包括寄存器、SRAM、DRAM、閃速存儲器或其他類型的存儲器。圖5示出芯片50，其中臨時存儲器48從電路24移除，但是仍在與電路24相同的芯片中。將臨時存儲器從電路24移除的一個優(yōu)點是，在將臨時存儲器48與電路24在空間上分開的情況下，如果宇宙射線擊中電路24，則同樣也影響臨時存儲器48的可能性不大。圖6圖示包括電路24的芯片60和仍具有臨時存儲器48的另一個芯片66。臨時存儲器48與電路24之間可能有圖6中未示出的附加電路。
例如，圖7圖示包括電路24的芯片80，該電路24從高速緩存82接收數(shù)據(jù)和指令。高速緩存82可以表示多個高速緩存。如圖7所示，電路24包括提取電路86、流水線88和邏輯92，雖然不一定所有實施例中都包括這些元件。在普通操作中，提取電路86從高速緩存82提取指令。流水線88執(zhí)行所提取的指令的至少一些?？梢灾苯踊蚪?jīng)提取電路86將來自高速緩存82的數(shù)據(jù)提供到流水線88。當檢測到宇宙射線時，由邏輯92接收宇宙射線檢測信號，邏輯92可以與圖2中的邏輯32相同或相似。在圖7的示例中，邏輯92使流水線88的全部或一部分刷新并臨時性地阻止向導體28輸出數(shù)據(jù)。邏輯92使提取電路86重新提取流水線88的指令。流水線88還可以根據(jù)需要從高速緩存82檢索數(shù)據(jù)。由此，如果因宇宙射線而將錯誤引入到流水線88的一些數(shù)據(jù)或指令中，則可以與數(shù)據(jù)一起重新執(zhí)行這些指令。
圖8與圖7相似，例外的是圖8中的芯片96包括臨時存儲器48，它保存數(shù)據(jù)以在檢測到宇宙射線的情況下供流水線88使用。當流水線88處理指令和數(shù)據(jù)時，它可以生成可存儲在臨時存儲器48中以及在一些實施例中還存儲在高速緩存82中的內(nèi)部數(shù)據(jù)。當邏輯92檢測到宇宙射線檢測信號時，邏輯92可以使流水線88根據(jù)需要從臨時存儲器48檢索其中的至少一些數(shù)據(jù)。在一些實施例中，還可以將來自高速緩存82的一些數(shù)據(jù)存儲在臨時存儲器48中。在一些實施例中，臨時存儲器48還保存至少一些指令和來自高速緩存82的數(shù)據(jù)。還存在一些用于查看數(shù)據(jù)是否有錯誤的錯誤檢測技術，但是這不是必需的。
當然，所示或所描述的每個芯片還可以具有各種存儲器，這些存儲器在附圖中未圖示且臨時存儲在響應檢測到宇宙射線而重新執(zhí)行時可能不使用的多種數(shù)據(jù)。一些存儲器可以保存重新執(zhí)行時使用的一些信號和重新執(zhí)行時不使用的其他信號。
圖9圖示芯片100，它包括具有相關聯(lián)的臨時存儲器TS1、TS2和TS3的電路C1、電路C2和電路C3。電路C1提供輸出信號Out1。電路C2和C3具有相應的輸入信號Out1和Out2，以及相應的輸出信號Out2和Out3。該電路還可以具有其他輸入信號(例如圖示輸入到電路C2中的那些)和其他輸出信號(未示出)。可以包括與邏輯32或82相似的邏輯。三個宇宙射線檢測器CRD1、CRD2和CRD3位于不同位置。在一些實施例中，CRD1最靠近電路C1，CRD2最靠近電路C2，以及CRD3最靠近電路C3。
在圖10中，芯片110與圖9中的芯片100相似。芯片100和芯片110之間的一個不同之處是，芯片110中的臨時存儲器TS1、TS2和TS3組合在存儲器結構116中。相比之下，在圖9中，TS1、TS2和TS3在空間上是分開的。另一個不同之處是，在芯片110中，CRD1、CRD2和CRD3的每一個向電路C1、C2和C3的每一個提供宇宙射線檢測信號。這樣做的原因是，一些宇宙射線檢測器從芯片中任何地方或芯片的相當大體積檢測宇宙射線。因此，多于一個的檢測器可以檢測特定的宇宙射線。哪個宇宙射線檢測器最靠近宇宙射線相互作用可能并不清楚。在此情況中，最安全的是將該事件通知所有電路。如果宇宙射線檢測器檢測到僅靠近或非?？拷@些檢測器的相互作用，則恰當?shù)淖龇ㄊ亲孋RD1、CRD2和CRD3的每一個都將宇宙射線檢測信號提供到這些電路的僅其中一個?？梢允褂酶鼜碗s的電路來更精確地確定宇宙射線相互作用發(fā)生在哪里。例如，可以使用一些三角測量或定時電路，但是并非一定如此。在圖9中，將宇宙射線檢測信號提供到所有上游電路。在圖12中，每次將宇宙射線檢測信號僅施加于一個電路。
僅作為示例，圖8中的高速緩存82可以是圖10中的C1連同包括在存儲器116中的臨時存儲器48。圖8可以對于高速緩存82和流水線88具有不同的臨時存儲器，如圖9所示。
圖11圖示芯片120和128。電路24向芯片128的電路134提供輸出信號。此外，電路24選擇性地向芯片128的宇宙射線響應電路130提供宇宙射線事件信號。宇宙射線事件信號指示檢測到宇宙射線，并且它可能已經(jīng)導致來自電路24的輸出信號中的潛在錯誤。宇宙射線響應電路130確定關于來自芯片120的輸出信號中的該潛在錯誤要做什么。例如，在一些實施例中，宇宙射線響應電路130使電路134忽略輸入信號，并等待來自芯片120的新(重新處理的)輸出信號。電路130可以請求芯片120重新處理并發(fā)送另一個輸出信號。在其他實施例中，宇宙射線響應電路130可以允許電路134在對輸入信號的多種測試成功的情況下接受這些輸入信號，否則忽略這些輸入信號并等待新輸入信號。
參考圖24，圖11中的宇宙射線響應電路130可以包括錯誤檢測和校正電路302，以便檢測輸出信號中的錯誤并校正它們。這些錯誤可能是軟錯誤或軟錯誤導致的其他錯誤。如果沒有宇宙射線事件信號(或如果未聲明它)，則可以將這些輸入信號(從芯片120輸出的)傳遞到電路134。如果有宇宙射線事件信號，則可能的話可以檢測錯誤，并且可能的話校正錯誤。參考圖25，電路24和(該電路)可以包括錯誤檢測和校正電路306。在這方面，不是重新處理信號，可以檢測響應并校正錯誤。當然，在一些情況中，響應檢測到宇宙射線，檢測和/或校正錯誤也許是不可能的，重新處理則是恰當?shù)摹Ｒ虼?，在一些實施例中，電?4和130沒有錯誤檢測或錯誤校正電路。
在電路24與電路134之間可能有附加的電路(未示出)，以及在電路24與宇宙射線響應電路130之間可能有附加電路(未示出)。因此，輸出信號和宇宙射線事件信號可以更改形式、狀態(tài)或其他特征。而且，可以在相同導體上以并行或串行形式將輸出信號和宇宙射線事件信號時間復用或分組化。
圖12示出根據(jù)本發(fā)明一些實施例的芯片140的細節(jié)，但是其他實施例不包括這些細節(jié)。參考圖12，芯片140與圖9中的芯片100相似。但是，電路C3選擇性地在導體148上提供宇宙射線事件信號。宇宙射線事件信號指示檢測到與芯片140相關聯(lián)的宇宙射線。芯片140還包括將宇宙射線事件信號從電路C1提供到C2的導體144和將宇宙射線事件信號從電路C2提供到C3的導體146。在一些實施例中，導體144上的宇宙射線事件信號直接來自于導體150，而在其他實施例中，它是間接的。在一些實施例中，導體146上的宇宙射線事件信號直接來自于導體144或152，而在其他實施例中，它是間接的。在一些實施例中，導體148上的宇宙射線事件信號直接來自于導體146或154，而在其他實施例中，它是間接的。
在不同的實施例中，宇宙射線檢測器可以設在不同位置。例如，圖13圖示在襯底172(也可以是硅)上具有活性(active)硅區(qū)域170的芯片。宇宙射線檢測器CRD1和CRD2形成在硅的活性區(qū)中。在圖14中，宇宙射線檢測器CRD1和CRD2在襯底182上形成，襯底182支持活性硅區(qū)域180。在圖15中，宇宙射線檢測器CRD1和CRD2形成在封裝196中，封裝196支持其上形成活性硅區(qū)域180的襯底192。本發(fā)明并不局限于這些細節(jié)。圖13-19與圖21的芯片可以是倒裝的(例如采用倒裝芯片設置)。在圖15中，可以將CRD1和CRD2設在活性硅180的另一側。即，可以更改圖15，這樣CRD1和CRD2在活性硅204上方，而非如圖15所示在它下方(其中“上方”和“下方”并非一定是地心引力方向)。
在一些實施例中，只有一個宇宙射線檢測器用于芯片，而在其他一些實施例中，可以有多于一個的檢測器，包括許多檢測器。
相對于芯片的相對大小，宇宙射線檢測器可以大于或小于附圖中的那些檢測器。實際上，所有附圖本質(zhì)上是示意的，并不是要在附圖中示出組件的實際或相對尺寸。
在不同的實施例中，宇宙射線檢測器相對于芯片上表面和下表面處于不同方向。宇宙射線檢測器可以是與上表面和下表面并行或垂直或它們可以相對于上表面和下表面處于其他角度。
本文所描述的芯片可以在硅襯底上制造或可以是其他類型的芯片，如砷化鎵芯片?？梢允褂枚喾N類型的制造處理器。隨著制造技術的發(fā)展，芯片可以具有與圖示的不同的特征，本發(fā)明的原理仍將適用。
B.宇宙射線檢測器可以使用多種類型的宇宙射線檢測器，包括目前可得到的那些和將會制造的那些。目前的集成電路芯片具有頂層硅，它包含全部活性元件且可能只有一微米的厚度。隨著發(fā)展到納米技術，工作厚度將可能降低。導致軟錯誤的宇宙射線可能導致硅核離散，并在百微米長度級的軌跡上產(chǎn)生細微的電離碎片。釋放的下一能量可能是幾百萬電子伏特，并且最終產(chǎn)生物可能是每個粒子的具有幾電子伏特的典型能量的幾百萬個電子-空穴對。多種類型的宇宙射線檢測器可以檢測這些電子-空穴對。
在不同實施例中，宇宙射線檢測器可以包括電、光學、機械或聲學組件或一個或多個電、光學、機械或聲學組件的組合。在一些實施例中，宇宙射線檢測器可以包括非電、光學、機械或聲學組件的組件。
在一些實施例中，宇宙射線檢測器檢測宇宙射線的碎片束。在一些實施例中，宇宙射線檢測器包括大的分布式P-N結以收集電荷。在一些實施例中，宇宙射線檢測器包括嵌入到一些光學透明支持絕緣體(例如鉆石散熱器)中的光學宇宙射線檢測器。例如，一百萬個電子-空穴對可以產(chǎn)生大量的復合光子。在一些實施例中，可以使用閃爍體面板(當電荷粒子通過它時發(fā)出少量閃爍光(光子))、將光從閃爍體引出的光導管和光子檢測器。
在一些實施例中，宇宙射線檢測器包括微型機電系統(tǒng)(MEMS)的陣列。MEMS宇宙射線檢測器可以是機械元件、傳感器、激勵器和電子元件在非常小規(guī)模上的集成。宇宙射線檢測器可以包括探針(tip)或其他應變檢測器，以便通過在襯底上傳播的聲波來檢測來自核碰撞的沖擊波。
要理解當宇宙射線將硅核分裂時，在小于1納秒內(nèi)釋放約10 Mev(百萬電子伏特)或1 pJ(皮焦耳)的能量。在電子與空穴復合時，凈宇宙射線能量以局部發(fā)熱或從沖擊點發(fā)出聲子云的形式出現(xiàn)。假定復合在約一納秒內(nèi)發(fā)生且給定聲子速度在約10 Km/sec(公里/秒)的格中，我們看到宇宙射線已經(jīng)轉換成具有波陣面(wavefront)可能在0.01mm(毫米)厚度級上的強聲波。在與聲源5mm的距離處，該波形可能產(chǎn)生0.3 mW/cm-2(毫瓦/平方厘米)的峰值聲功率密度。在平方波長的孔上，可以接收到0.3 nW(納瓦)的峰值功率。對于吉赫帶寬(1/ns)(納秒)的此信號，熱噪聲可能約為10-11瓦特。因此，對于此波形，可能有非常大的信噪?？赡艽嬖谝螂娐烽_關所致的其他噪聲源，但是此形式的發(fā)熱的特征應該非常不同。注意實際這些數(shù)值在具體示例中可能是有所不同的。
通過將非常靈敏的應變宇宙射線檢測器結合在懸臂中，可以構建高速聲學宇宙射線檢測器。一種可能性是將掃描隧道顯微鏡STM結構結合在懸臂中。STM結構可以檢測小如原子直徑的1/10000的位移。在一些實施例中，宇宙射線檢測器包括將不對慢速聲波響應的非常小的懸臂。如果懸臂在0.01mm長度級，則它可以最優(yōu)地響應宇宙射線事件的陡峭波形。大很多或小很多的懸臂往往可能忽略這種大小的擾動。但是，期望長度的懸臂可能因多種因素而有所不同。懸臂的剛度或其他特性可能影響期望的長度并可以被選擇為實現(xiàn)期望的移動?？梢允箲冶鄣牡谝还舱窕蝽憫l率與預期來自宇宙射線的主頻匹配。(當然，在一些實施例中，宇宙射線檢測器不包括懸臂。)在一些實施例中，一個或多個宇宙射線檢測器包括調(diào)諧到來自宇宙射線事件的預期聲波的一個或多個MEMS結構。STM結構探針可以提供對聲波的極靈敏應變檢測。
整個事件可以在小于一納秒內(nèi)釋放它的能量。因此，能夠在計算進行非常遠之前設置一個或多個軟誤碼。如果使用的話，一個或多個軟錯誤位可以在邏輯32和邏輯82中。
圖16圖示具有宇宙射線檢測器206的芯片202，宇宙射線檢測器206包括懸臂212、STM結構探針204和蝕刻硅探針218。宇宙射線火球220表示宇宙射線與襯底208中活性硅204附近的硅之間的相互作用。響應該相互作用，波導致STM結構探針214與探針218之間的距離改變。這種改變被檢測到，并解釋為由宇宙射線所致。在宇宙射線檢測器206與活性硅204之間示出一個可選的放大器216。在實際中，放大器216可以是宇宙射線檢測器206的一部分、活性硅204的一部分或位于二者之間。其他附圖中未示出放大器216和宇宙射線火球220，以避免干擾。
圖17圖示與圖16中的芯片202相似的芯片222，例外的是該芯片在方向上是倒裝的，以便宇宙射線檢測器206位于支架232支撐的腔體內(nèi)。
圖18圖示與圖17中的芯片222相似的芯片232，例外的是其腔體234較之圖17所示的更靠近活性硅204。
圖19圖示位于封裝246中的芯片242和腔體234?？梢詫⒂钪嫔渚€檢測器206設在活性硅204的另一側。即，可以更改圖19，這樣宇宙射線檢測器206在活性硅204下方，而非如圖19所示在它上方(其中“上方”和“下方”并不一定是地心引力方向)。
圖20圖示電流測量電路250，在宇宙射線檢測器206的一些實施例中包括它，但是這在所有實施例中并非必需的。電流測量電路250檢測探針214與218之間的電流的改變，該電流可以隨探針之間的距離改變而改變。在一些實施例中，電流測量電路250檢測到電流的突然改變，并對此響應而向放大器216提供信號。在其他實施例中，電流測量電路250檢測何時電流達到某個閾值量以上或以下。其他可能性是存在的。
圖21圖示具有宇宙射線檢測器270的芯片262，宇宙射線檢測器270具有懸臂274和應變儀272。響應宇宙射線相互作用事件，應變儀272彎曲。彎曲檢測電路278確定應變儀272的彎曲是否屬于宇宙射線相互作用事件引起的類型。還可以設有放大器。雖然圖示彎曲檢測電路278在襯底266中，但是它可以在懸臂旁邊、活性硅204中或在襯底266中。宇宙射線檢測器270可以在其他位置，例如圖17-19所示。
圖22和圖23圖示與宇宙射線檢測器CRD1、CRD2和CRD3相關聯(lián)的芯片282和286。圖23中的宇宙射線檢測器比圖22中的小。宇宙射線檢測器相對于芯片尺寸實際可以比圖示的大或比圖示的小。如果檢測器足夠小，則可以經(jīng)濟地將它們設在活性硅中。宇宙射線檢測器可以位于活性硅中、位于活性硅上方或下方或位于封裝中。注意，一些宇宙射線檢測器可以檢測來自與宇宙射線檢測器有相當距離的宇宙射線相互作用事件?？梢允褂枚嘤诨蛏儆?個的檢測器。圖22和圖23中的宇宙射線檢測器可以表示所描述或圖示的任何宇宙射線檢測器，包括具有懸臂的那些、具有分布式P-N結以收集電荷的那些以及具有光電檢測器的那些。
在不同的實施例中，宇宙射線檢測器相對于芯片上表面和下表面處于不同方向。宇宙射線檢測器可以是與上表面和下表面并行或垂直或它們可以相對于上表面和下表面處于其他角度。
C.附加信息上文有關宇宙射線相互作用和檢測所提供的各種數(shù)值和細節(jié)確信是正確的，但是出于多種原因它們可能僅是近似值或有錯誤的。但是，本發(fā)明的原理仍將適用。
在圖13-19和圖22中，活性硅區(qū)域圖示為沒有遍布整個襯底。但是，活性硅區(qū)域可以覆蓋整個襯底或多于或少于附圖所示的范圍。
宇宙射線檢測器能以無線方式耦合到芯片。
如果權利要求中使用術語“第一電路”，則它不一定適用于有第二電路的情況，雖然可能存在第二電路。
實施例是本發(fā)明的實現(xiàn)或示例。在本說明書中對“實施例”、“一個實施例”、“一些實施例”或“其他實施例”的引述表示在本發(fā)明的至少一些實施例中包括結合這些實施例描述的特定功能特征、結構或特征，但是并非在所有實施例中如此。出現(xiàn)“實施例”、“一個實施例”或“一些實施例”不一定全部是指同一個實施例。
如果本說明書提到“可能”、“或許”或“可以”包括組件、功能特征、結構或特征，則不一定會包括該特定組件、功能特征、結構或特征。如果說明書或權利要求引述“一個”元素，則不表示僅存在一個該元素。如果說明書或權利要求引述“附加的”元素，則不排除存在多于一個的附加元素。
本發(fā)明并不局限于本文所描述的具體細節(jié)。實際上，可以在本發(fā)明范圍內(nèi)設想前述說明和附圖的許多其他變化。因此，定義本發(fā)明范圍的是所附的權利要求，包括對此的任何修改。
權利要求
1.一種系統(tǒng)，包括宇宙射線檢測器，用于檢測宇宙射線并生成指示所檢測的宇宙射線的宇宙射線檢測信號；以及第一電路，用于接收輸入信號并產(chǎn)生輸出信號，以及其中所述第一電路推測所述宇宙射線檢測器不會檢測到宇宙射線，但是響應所述宇宙射線檢測信號，所述第一電路重新執(zhí)行至少一些操作。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，響應所述宇宙射線檢測信號，所述第一電路丟棄由所述第一電路內(nèi)部生成的一些信號。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，為了重新產(chǎn)生所述輸出信號，所述第一電路還接收先前由所述第一電路產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)信號。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括臨時存儲器，用于保存所述第一電路產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)信號。
5.如權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述臨時存儲器還保存要由所述第一電路執(zhí)行的指令。
6.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電路位于芯片上，而所述臨時存儲器位于與所述第一電路相同的芯片上。
7.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電路位于芯片上，而所述臨時存儲器位于不同的芯片上。
8.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述宇宙射線檢測器位于襯底中，所述襯底支撐包括所述第一電路的活性區(qū)。
9.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述宇宙射線檢測器是第一宇宙射線檢測器，以及所述系統(tǒng)還包括第二電路和用于向所述第二電路提供宇宙射線檢測信號的第二宇宙射線檢測器。
10.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二電路各接收所述第一和第二宇宙射線檢測信號。
11.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電路位于第一芯片中，以及所述系統(tǒng)還包括具有宇宙射線響應電路的第二芯片，所述宇宙射線響應電路用于接收指示檢測到宇宙射線的宇宙射線事件信號。
12.如權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述宇宙射線響應電路請求所述第一電路向所述第二電路重新生成信號。
13.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，間接地通過檢測所述宇宙射線與包含所述第一電路的芯片的相互作用的效應來檢測所述宇宙射線。
14.一種系統(tǒng)，包括宇宙射線檢測器，用于檢測宇宙射線并生成指示所檢測的宇宙射線的宇宙射線檢測信號；以及第一電路，用于接收輸入信號并對此響應以產(chǎn)生輸出信號，以及其中響應所述宇宙射線檢測信號，所述第一電路重新接收所述輸入信號的至少一些并重新產(chǎn)生所述輸出信號。
15.如權利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，響應所述宇宙射線檢測信號，所述第一電路丟棄由所述第一電路內(nèi)部生成的一些信號。
16.如權利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，為了重新產(chǎn)生所述輸出信號，所述第一電路還接收先前由所述第一電路產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)信號。
17.如權利要求14所述的系統(tǒng)，還包括臨時存儲器，用于保存所述第一電路產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)信號。
18.如權利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述臨時存儲器還保存要由所述第一電路執(zhí)行的指令。
19.如權利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電路位于芯片上，而所述臨時存儲器位于與所述第一電路相同的芯片上。
20.一種系統(tǒng)，包括宇宙射線檢測器，用于檢測宇宙射線并生成指示所檢測的宇宙射線的宇宙射線檢測信號；以及第一電路，用于接收輸入信號并產(chǎn)生內(nèi)部信號并將所述內(nèi)部信號作為輸出信號遞送，以及其中響應所述宇宙射線檢測信號，所述第一電路阻止所產(chǎn)生的內(nèi)部信號的至少一些作為輸出信號遞送。
21.如權利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電路產(chǎn)生內(nèi)部信號并將所述內(nèi)部信號作為輸出信號遞送。
22.如權利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述宇宙射線檢測信號具有指示未檢測到宇宙射線的第一狀態(tài)以及具有指示檢測到宇宙射線信號的第二狀態(tài)。
23.如權利要求20所述的系統(tǒng)，還包括臨時存儲器。
24.如權利要求20所述的系統(tǒng)，還包括第一芯片和用于所述第一芯片的封裝，其中所述第一芯片包括活性硅部分和襯底，以及其中所述第一電路位于所述第一芯片中。
25.如權利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述宇宙射線檢測器位于包括所述第一芯片的活性區(qū)中。
26.如權利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述宇宙射線檢測器位于所述襯底中。
27.如權利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述宇宙射線檢測器位于所述封裝中。
28.一種系統(tǒng)，包括第一芯片，包括宇宙射線響應電路，用于接收宇宙射線事件信號；以及第一電路，用于接收輸入信號并產(chǎn)生輸出信號，以及其中所述第一電路推測宇宙射線不會被檢測到，但是響應宇宙射線事件信號，所述宇宙射線響應電路使所述第一電路忽略所述輸入信號，并重新接收所述輸入信號。
29.如權利要求28所述的系統(tǒng)，其特征在于，僅在檢測到所述輸入信號中的錯誤并且無法校正的情況下，所述宇宙射線響應電路才使所述第一電路忽略所述輸入信號并重新接收所述輸入信號。
30.如權利要求28所述的系統(tǒng)，還包括與所述第一芯片相關聯(lián)的宇宙射線檢測器。
31.如權利要求28所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述宇宙射線響應電路請求另一個芯片重發(fā)所述輸入信號。
32.一種系統(tǒng)，包括宇宙射線檢測器，用于檢測宇宙射線并生成指示所檢測的宇宙射線的宇宙射線檢測信號；以及第一電路，用于接收輸入信號并產(chǎn)生輸出信號，以及其中響應所述宇宙射線檢測信號，所述第一電路嘗試檢測并校正所述宇宙射線引起的任何錯誤。
33.如權利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述宇宙射線檢測器位于襯底中，所述襯底支撐包括所述第一電路的活性區(qū)。
34.如權利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述錯誤包括軟錯誤和所述軟錯誤引起的其他錯誤。
35.如權利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述宇宙射線檢測器是第一宇宙射線檢測器，以及所述系統(tǒng)還包括第二電路和用于向所述第二電路提供宇宙射線檢測信號的第二宇宙射線檢測器。
全文摘要
在一些實施例中，一種系統(tǒng)包括宇宙射線檢測器，用于檢測宇宙射線并生成指示所檢測的宇宙射線的宇宙射線檢測信號。該系統(tǒng)還包括第一電路，用于接收輸入信號并產(chǎn)生輸出信號，以及其中第一電路推測宇宙射線檢測器不會檢測到宇宙射線，但是響應宇宙射線檢測信號，第一電路重新執(zhí)行至少一些操作。還描述其他實施例并要求權利。
文檔編號G06F11/00GK1973267SQ200580021078
公開日2007年5月30日 申請日期2005年6月22日 優(yōu)先權日2004年6月30日
發(fā)明者E·C·漢納 申請人:英特爾公司