纳米工艺元器件质子单粒子翻转实验及错误率预估

摘要

低能质子单粒子效应是纳米集成电路空间应用面临的主要辐射问题之一.本文完成了一款65nm工艺4M×18bit大容量随机静态存储器(SRAM)低能质子单粒子效应实验,结合错误率预估分析,获得主要结论如下:针对论文研究器件,不同轨道及环境下低能质子错误率占总错误率的比例范围在1％～86％,其中太阳质子事件、地球俘获带中低能质子引起的错误率占主导,建议对空间应用的元器件要求对低能质子不敏感.太阳活动不显著时,高轨道错误率以银河宇宙射线重离子的贡献为主,低轨道错误率以地球俘获带质子的贡献为主.发生太阳质子事件时,除了低轨道、低纬度区域,错误率以太阳宇宙射线的贡献为主.随着纬度减小,太阳质子事件引起错误率会急剧下降;对于地球俘获粒子,中纬度区域错误率明显高于高低纬度两侧错误率.饱和截面与错误率成正比变化;LET阈值与错误率大致成反比变化.