宇航微电子器件的单粒子效应研究及意义
银河宇宙射线、太阳宇宙射线、地球俘获带所构成的空间辐射环境对航天器微电子器件能造成各种辐射损伤效应,严重地威胁着航天器的安全.宇宙射线中的高能重离子在半导体器件中所产生高密度的等离子体,在P-N结局部电场的作用下,可以形成一个电脉冲.如果被收集的电荷大于电路状态翻转所需要的临界电荷,电路状态将发生翻转,从而改变在记忆单元中所存储的逻辑信息,导致软错误的发生.这一现象是由单个荷能粒子沉积的能量所引起的,因而称为单粒子效应.随着微电子器件集成度的增加,近年来单粒子效应变得更加显著,其损伤的模式也日趋复杂.单粒子效应包含的类型除最初的单粒子翻转之外,又陆续发现了单粒子栓锁、功率MOSFET烧毁、MNOS栅极击穿、双极电路中的高电流异常、多位翻转、瞬时脉冲信号等等现象不同、机制各异的效应.航天实践表明:单粒子效应是航天器工作异常和故障的重要诱因,国内外多颗卫星遭受单粒子效应的危害,其中包括很多军事卫星,造成巨大的经济损失和政治影响.高空大气中也能发生单粒子效应,对导弹的制导系统构成严重威胁,因而研究单粒子效应的规律及寻找预防措施对国防和经济建设具有重要意义. 加速器地面模拟是研究单粒子效应的一个经济而有效的方法,它在机理研究以及器件筛选、防护措验证等方面具有无可比拟的优点.绝大部分单粒子效应研究工作需要在加速器上完成,重离子加速器模拟已成为进行单粒子效应研究的重要手段.本文对此进行了介绍.
微电子器件 单粒子效应 空间辐射 辐射损伤效应
侯明东 刘杰 孙友梅 尹经敏
中国科学院近代物理研究所,甘肃兰州,730000
国内会议
上海
中文
55-56
2006-09-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）