65 nm双阱CMOS静态随机存储器多位翻转微束及宽束实验研究

利用微束和宽束辐照装置分别对两款65 nm双阱CMOS静态随机存储器(SRAM)进行重离子垂直辐照实验，将多位翻转（multiple-cell upset, MCU）类型、位置、事件数与器件结构布局相结合对单粒子翻转（single-event upset, SEU）的截面、MCU机理进行深入分析。结果表明，微束束斑小且均匀性好，不存在离子入射外围电路的情况；NMOS晶体管引发的MCU与总SEU事件比值高达32%，NMOS晶体管间的电荷共享不可忽略；实验未测得PMOS晶体管引发的MCU，高密度阱接触能有效抑制PMOS晶体管间的电荷共享；减小晶体管漏极与N阱/P阱界面的间距能降低SRAM器件SEU发生概率；减小存储单元内同类晶体管漏极间距、增大存储单元间同类晶体管漏极间距，可减弱电荷共享，从而减小SRAM器件MCU发生概率。     

加速器单粒子效应样品温度测控系统研制及实验应用

为满足国内半导体器件单粒子效应(SEE)截面与温度的关系研究需求,本文基于北京HI-13串列加速器SEE辐照实验终端研制了样品温度测控系统,实现了90~450K范围内实验样品温度的测量和控制,系统控制精度好于±1K。为验证系统可靠性,使用该系统研究了SRAM单粒子翻转(SEU)截面随温度的变化关系,在215~353 K范围内测量了SRAM翻转截面随温度的变化曲线。结果表明,SRAM SEU截面随温度的升高而增加,与理论预期结果一致。     

单粒子瞬态电流脉冲测试技术研究进展

单粒子瞬态（single-eventtransient，SET）电流脉冲测试技术是在重离子微束中非常重要的一种实验测试技术手段，可以用来测量束流入射位置与单粒子瞬态电流脉冲之间关系，给出电流瞬态脉冲参数（如上升时问、衰退时问以及峰高等）的二维分布图，在微米空间尺度和皮秒时间尺度上对电荷产生、传输以及收集的瞬态过程进行研究。     

高LET值束流产生技术研究进展

随着器件抗辐射加固性能的提高，在进行地面模拟试验时对所用重离子的能量及其在材料中的线性能量传输（LET）的要求也越来越高。为了提高串列加速器束流能量及其在材料中的LET，最切实可行的办法是使用高剥离电荷态离子。     

半导体器件内离子有效LET值测量方法研究

提出了一种基于电荷收集测试技术的离子有效LET值测量方法.首先对半导体器件内收集电荷量与入射离子有效LET值之间的关系进行了分析,根据二者之间的关系提出通过测量电荷收集量从而测量离子有效LET值的方法;然后建立了半导体器件电荷收集测试系统,利用PN结和SRAM对测量方法进行了验证;最后成功利用该方法解释了以往单粒子效应实验中出现的数据异常.     

单粒子翻转二维成像技术

为了给星用半导体器件不同区域的单粒子翻转(SEU)机理研究提供一种高效、可靠手段,基于北京HI-13串列加速器,从重离子微束辐照技术和存储器单粒子效应检测技术这2方面,对微电子器件SEU二维成像测试技术进行了研究,建立了基于虚拟技术的测试系统。利用该成像技术,对国产2 kbit静态随机存储器(SRAM)的SEU敏感区域进行了实验研究,结果与理论结果及以往手动测试实验结果一致。     

串列二厅新管道RS232串口设备远程控制方案设计

空间辐射环境引起的微电子器件单粒子效应（sEE）是造成航天器工作异常和故障的重要原因之一。串列二厅正在建设的新管道及SEE靶室是专用于SEE效应研究的实验设备。在新管道的靶室内，装有大量RS232接口的串口设备，如电动平移台、电动升降台、电子快门等。在实验过程中，为避免实验人员进入二厅从而提高实验效率，需要在控制厅对这些串口设备进行远程控制。     

Experimental research of heavy ion and proton induced single event effects for a Bi-CMOS technology DC/DC converter

This paper tested and analyzed heavy ion and proton induced single event effects (SEE) of a commercial DC/DC converter based on a 600 nm Bi-CMOS technology. Heavy ion induced single event transients (SET) testing has been carried out by using the Beijing HI-13 tandem accelerator at China Institute of Atomic Energy. Proton test has been carried out by using the Canadian TRIUMF proton accelerator. Both SET cross section versus linear energy transfer (LET) and proton energy has been measured. The main study conclusions are: (1) the DC/DC is both sensitive to heavy ion and proton radiations although at a pretty large feature size (600 nm), and threshold LET is about 0.06 MeV·mg/cm²; (2) heavy ion SET saturation cross section is about 5 magnitudes order larger than proton SET saturation cross section, which is consistent with the theory calculation result deduced by the RPP model and the proton nuclear reaction model; (3) on-orbit soft error rate (SER) prediction showed, on GEO orbit, proton induced SERs calculated by the heavy ion derived model are 4-5 times larger than those calculated by proton test data.     

65 nm工艺SRAM低能质子单粒子翻转错误率预估

质子单粒子效应是纳米工艺集成电路空间应用面临的主要辐射问题之一。本文开展了一款商业级65 nm工艺4 M×18 bit随机静态存储器（SRAM）质子单粒子翻转实验研究。针对地球同步轨道、低地球轨道，使用Space Radiation 7.0程序，预估了低能质子、高能质子和重离子引起的错误率。错误率预估分析结果表明，不同轨道及环境模型下低能质子错误率占总错误率的比例范围为1%~86%，其中太阳质子事件、地球俘获带等环境模型中低能质子单粒子翻转引起的错误率占主导，建议空间应用的元器件对低能质子不敏感。     

高电荷态重离子束流产生技术的研究

为了提高北京HI-13串列加速器束流的硅中射程和LET值,本文开展了高电荷态束流引出技术及pA级弱束流诊断技术研究。采用电刚度和磁刚度模拟技术,配合pA级弱束流束斑观测和束流强度监测技术,获得能量360 MeV、峰总比80%的¹⁹⁷Au离子束流,其在Si中的表面LET为86.1 MeV•cm²•mg^-1、射程为30.1 μm,满足单粒子效应（SEE）实验的要求,拓展了北京HI-13串列加速器上单粒子效应实验所用离子的能量和LET值范围。