半导体器件大气中子单粒子效应试验方法与程序基本信息
数字信号处理大气中子单粒子效应(SEE)试验研究
数字信号处理大气中子单粒子效应（SEE）试验研究作者：闫飞闫攀峰来源：《航空科学技术》2018年第08期摘要：本文针对4型航空常用的数字信号处理（DSP）进行了大气中子单粒子效应试验，对辐照条件、试验环境、试验件安装及监测方法进行研究，并对试验结果进行了數据处理及分析。
试验结果表明，该4型DSP在14WV中子辐射下均发生了单粒子翻转（SEU是单粒子效应中的一种模式），TMS320C6416TBGLZA8、TMS320C6418ZTSA500、TMS320F2812及SM32C6415E-GLZ50SEP的单粒子翻转截面分别为1.91e-7cm2/device、6.62e-7cm2/device、8.82e-9cm2/device及1.62e-7cm2/device，在12000m处的飞行高度下，器件发生的单位翻转率分别为1.15e-03n/（device·h）、3.97e-03n/（device·h）、5.29e-05n/（device·h）、及9.69e-04n/（device·h）。
关键词：数字信号处理;单粒子翻转;截面;单粒子翻转率;大气中子中图分类号：V21 文献标识码：A大气中子是初级宇宙射线与地球大气中的氧、氮等发生核反应生成的次级粒子。
在12000m高度下，大气中子的能量可高达1000MeV，注量率为地面中子注量率的300倍左右[1]。
大气中子单粒子效应对数字信号处理（DSP）的影响已经成为国内外研究热点，据国外大量研究表明，DSP内部存储单元在高能中子的作用下会发生单粒子效应，如单粒子翻转、单粒子功能中止等。
美国联邦航空局（FAA）于2005年发布咨询通告AC 20-152，要求专用集成电路（ASIC）、可编程逻辑器件（PLD）、现场可编程门阵列（FPGA）等复杂电子器件应符合DO-254中第2.3.1.2.h条款，条款中提出在硬件设计中对翻转效应进行防护[2]。
宇航用半导体器件重离子单粒子效应试验指南
宇航用半导体器件重离子单粒子效应试验指南下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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DSP大气中子单粒子效应试验研究
DSP大气中子单粒子效应试验研究陈冬梅;孙旭朋;钟征宇;封国强;白桦;阳辉;底桐【摘要】利用14MeV快中子辐照源,开展了数字信号处理器(DSP)大气中子单粒子效应地面模拟试验研究.设计了地面模拟的试验方法,包括单粒子效应监测方法、试验系统布局、试验程序及其判据等.获得了SMJ320F2812、SMJ320C6415、TMS320C6416、TMS320C6418等多款型号DSP器件的中子单粒子效应的翻转错误数试验数据,分析计算得到14MeV中子辐照源下的敏感截面.结果显示,DSP器件的主要敏感现象为单粒子翻转(SEU),部分器件还发生了单粒子功能中断效应(SEFI).相同工艺的被测DSP器件的中子单粒子效应敏感截面具有相同的数量级,验证了本文使用的地面模拟试验方法的可行性,为航空电子设备的可靠性与安全性评估提供了大气中子单粒子效应的器件级基础数据.【期刊名称】《航空科学技术》【年(卷),期】2018(029)002【总页数】6页(P67-72)【关键词】数字信号处理器;大气中子;单粒子翻转;敏感截面;单粒子功能中断【作者】陈冬梅;孙旭朋;钟征宇;封国强;白桦;阳辉;底桐【作者单位】北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司,北京 100089;北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司,北京 100089;北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司,北京 100089;北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司,北京 100089;北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司,北京 100089;北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司,北京 100089;北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司,北京 100089【正文语种】中文【中图分类】V21大气中子是银河宇宙射线与大气层中的原子核（氮/氧）之间的核散裂反应造成的核级联簇射而产生的一种不带电粒子。
在大气层中的能量范围为0～10GeV，其中大于10MeV的中子所占的比例约为27%。
微处理器中子单粒子效应测试系统设计与试验研究
!!银河系宇宙射线和太阳系宇宙射线进入大 气 层 时!将 与 大 气 原 子 通 过 多 次 级 联 反 应 产 生 中子等多种 粒 子)<?)*$ 航 空 航 天 中 电 子 学 系 统 的飞行高度纵跨非电离层""*E- 以下#和电离 层""*"<***E- 为电离层#!在 该 飞 行 高 度 范 围内运动将累计受到一定注量的中子辐射$大 气 中 子 虽 然 不 带 电!但 能 与 半 导 体 器 件 中 的 材 料原子发生非弹性相互作用或散裂反应在电子 器件内淀积电离电荷!从而诱发单粒子 效 应 $ )B* )*世纪A*年代末!WOU 和 O%2.14公 司 利 用 飞 行试验测试了中子诱发器件的翻转率 $ )#* 国 内 外对于半导体器件中子单粒子效应的研究主要 是利用中子源产生的高能中子模拟单粒子效 应 $ )!?=* 北 京 大 学%中 国 科 学 院 物 理 研 究 所%中 国科学院空间科学与应用中心等分别采用仿真 方法研究了临近空间大气中子诱发电子器件的 单粒子翻转"60Q#)A?<**$ 微 处 理 器 是 各 种 电 子
1宇航用半导体器件重离子单粒子效应试验
试验方法一、试验目的通过试验，获得器件单粒子事件截面与入射离子LET 的关系，为评价器件的单粒子效应敏感性提供数据。
二、试验原理用i（通常要求i ≥5）种不同LET的离子，以倾角θ（i）入射到芯片表面，入射到芯片表面的离子总数为Φ（i），检测器件发生的单粒子事件数N（i）。
利用公式（1）和（2）计算LET（i）的离子照射下器件的单粒子事件截面σ（i）和LET(i)eff：σ（i）=N（i）/（Φ（i）×cosθ（i）） (1)式中：i——不同LET离子的种类数；σ（i）——第i 种LET 离子的单粒子事件截面，单位为平方厘米每器件或平方厘米每位（cm2/器件或cm2/位）；N（i）——第i种LET离子测得的单粒子事件数；Φ（i）——第i种LET离子的总注量；θ（i）——第i种LET离子的入射角，单位为度（°）。
LET(i)eff = LET（i）/cosθ（i） (2)式中：LET（i）eff ——以θ角入射的第i种LET离子的有效LET值；LET（i）——第i种LET离子的LET值。
画出单粒子事件截面σ（i）和入射离子LET（i）eff的关系曲线，如图1 所示。
由σ~ LET曲线得出反映器件单粒子事件敏感性的两个关键参数：单粒子事件饱和截面σsat和LET阈值LETth。
由单粒子事件饱和截面σsat和LET阈值LETth，结合空间辐射环境模型，可预示器件在各种空间环境中的单粒子事件率。
图1 σ～LET关系曲线三、试验设备a. 辐射源；（回旋加速器；串列静电加速器；锎源）；b. 束流测量系统；c.单粒子效应测试系统；（存储器类电路的测试；微处理器类复杂数字电路的测试；模拟电路的测试；数－模混合电路的测试）；d. 单粒子锁定的测试；e. 试验板和电缆；f. 温度测量系统。
四、试验程序a.制定试验方案（见附录A）；b.样品准备；除非另有规定，一批产品的试验样品数量应不少于3 只。
qj 10005-2008 宇航用半导体器件重离子单粒子效应试验指南
qj 10005-2008 宇航用半导体器件重离子单粒子效应试验指南是关于宇航用半导体器件重离子单粒子效应试验的指南性文件，旨在为相关试验提供指导和规范。
该指南可能包括以下内容：
1.试验目的和意义：明确试验的目的和意义，阐述重离子单粒子
效应对宇航用半导体器件的影响及试验的重要性。
2.试验原理和方法：介绍重离子单粒子效应的原理，以及试验所
采用的方法和技术手段，包括试验设备、测试样品、测试环境等方面的要求。
3.试验步骤和操作流程：详细描述试验的步骤和操作流程，包括
试验前的准备工作、试验过程中的操作要点、试验后的数据处理和分析等方面的内容。
4.试验结果分析和评估：对试验结果进行分析和评估，包括数据
统计、结果比较、影响评估等方面的内容，以得出试验结论和建议。
5.试验注意事项和安全措施：明确试验过程中的注意事项和安全
措施，确保试验过程的安全性和可靠性。
大气中子单粒子效应试验研究现状简介
目前国内尚未开展航电系统SEE的试验研究，但随着 簇射），形成大气中子。大气中中子占比96%，能量可高达 我国航空业的快速发展，开展大气中子SEE的试验评价与 1011eV[8]。海平面大气中子通量约为20n/cm2/h)(E>1MeV)，
防护设计研究，是确保我国以航空装备为核心的综合电子 各粒子成分如图1所示。
大 量研 究表明，中子入 射将 会 诱发航电系统发 生单 粒子效 应（SEE），引起单粒子翻转（SEU）、单粒子瞬态 （SET）、单粒子锁定（SEL）、单粒子功能中止（SEFI）等多 种失效类型，导致航电系统功能故障，严重时使其可靠性 降低几个数量级[6-7]。
随着集成电路芯片性能的提高、特征尺寸的减小使得 发生单粒子效应所需要的临界电荷显著降低，芯片发生单 粒子效应的敏感度较之过去明显增强。而且，单粒子效应 不仅发生在太空、还发生在大气层空间以及地球表面，不 但 严重地 影 响到 航 天 器、近 地 空间飞 行 器 的 安 全可靠 运
1992年，A. Taber和E. Normand利用三架飞机开展了 系列飞行 试验，结果表明，飞行期间SR AM会发生SEE， 这是首次证实大气中子诱发航电系统SEE的飞行案例[2]。 1998年，E. Normand公布C-17运输机项目的SEE研究情 况，指出S E E 对未防 护器 件 有 较 大 影响，采用错 误 探 测与 纠正（EDAC）等适当的防护措施，可以有效降低SEE对航 电系统的影响[3]。2 0 01年，美国电子工业联 盟（E I A）与固态 技术协会（JEDEC）联合发布了JESD89，规定了α粒子、地 面宇宙射 线（高能中子）和 热中子引发的半 导 体 器 件 S E E 软错 误的 测量方 法。2 0 0 5年，日本电子 信息技 术工业协 会
智能手机大气中子单粒子效应试验研究
究遥 发现死机尧 内存清空和音频波形失真等故障现象袁 源于中子在 7 nm FinFET 工艺 CPU尧 DRAM 和 Flash 芯
片中引起的单粒子效应遥 计算由高能中子和热中子产生的各种故障类型的 FIT 值袁 发现高能中子产生的错误率
较热中子高 5耀9 倍遥 观测到录音波形出现幅度整体下降尧 时间维度的前后移位和局部波形失真等异常现象遥 试
Abstract院 Based on the broad energy spectrum neutron beam provided by the China
spallation neutron source BL09 terminal袁 an experimental study on the atmospheric neutron single particle effect of smart phone is carried out. It is found that the failure phenomena袁 such as crashes袁 memory emptying and audio waveform distortion袁 are caused by single particle effects caused by neutrons in 7 nm FinFET process CPU袁 DRAM and Flash chips. The FIT values for various types of faults produced by high energy neutrons and thermal neutrons are calculated. It is found that the error rate of high energy neutrons is 5 to 9 times higher than that of thermal neutrons. And it is observed that the recording wave form has anomalous phenomena such as the overall decrease in amplitute袁 the back and forth shit of the time袁 and the distortion of the local waveform. The experimental results show that the single particle effect of atmospheric neutron has a significant effect on hundreds of million of consumer electronic products on the ground袁 which must be reinforced in product design.
宇航用半导体器件重离子单粒子试验方案
宇航用半导体器件重离子单粒子效应试验方案
1 试验目的
本规范详细说明了使用XXX源对XXX器件进行单粒子效应辐照试验（SEU、SEL、SET 等）的要求。
2适用范围
本规范适用于XXX 器件单粒子效应试验。
3 引用标准及文件
GB 4792－1984 放射卫生防护基本标准
GJB 1649－1993 电子产品防静电放电控制大纲
GJB 2712－1996 测量设备的质量保证要求计量确认体系
GJB 3756－1999 测量不确定度的表示及评定
4 试验要求
4.1 一般要求
辐照试验应符合QJ 10005－2008《宇航用半导体器件重离子单粒子效应试验指南》的规定。
4.2 辐射源
4.3 试验样品
4.4 试验线路板
试验线路板应符合QJ 10005－2008《宇航用半导体器件重离子单粒子效应试验指南》的规定。
4.5 单粒子效应测试系统
单粒子效应测试系统应符合QJ 10005－2008《宇航用半导体器件重离子单粒子效应试验指南》的规定。
5 试验流程
按QJ 10005－2008《宇航用半导体器件重离子单粒子效应试验指南》的规定，制定试验流程。
6 辐照试验工序单
辐照试验工序单格式见图1。
辐照试验工序单
试验板号：____；离子：____；能量：____ MeV；LET值____ MeV.mg/cm2；Si中射程：____μm；
图1 辐照试验工序单格式
7试验流程图
图1 SEU试验流程示意图
图1 SEL试验流程示意图。
大气中子下SRAM单粒子效应检测数据区分方法和系统[发明专利]
![大气中子下SRAM单粒子效应检测数据区分方法和系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/bdf16260d0d233d4b04e694b.png)
专利名称：大气中子下SRAM单粒子效应检测数据区分方法和系统
专利类型：发明专利
发明人：张战刚,雷志锋,何玉娟,彭超,师谦,李沙金,黄云,恩云飞
申请号：CN201711365085.3
申请日：20171218
公开号：CN108122597A
公开日：
20180605
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及电子器件辐射效应领域，特别是涉及一种大气中子下SRAM单粒子效应检测数据区分方法和系统，通过对SRAM器件进行大气中子单粒子效应实时检测，获取所述SRAM器件的总失效率；获取所述SRAM器件由阿尔法粒子导致的第一失效率；获取所述SRAM器件由热中子导致的第二失效率；根据所述总失效率、所述第一失效率和所述第二失效率获取所述SRAM器件由大气中子导致的目标失效率。
本方案可区分SRAM器件大气中子单粒子效应实时测量试验数据中阿尔法粒子、热中子和大气中子三种成份各自的贡献，从而获得大气中子导致的SRAM器件单粒子效应失效率，从而提高SRAM器件大气中子单粒子效应敏感性的定量评价结果的准确性。
申请人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所
地址：510610 广东省广州市天河区东莞庄路110号
国籍：CN
代理机构：广州华进联合专利商标代理有限公司
代理人：刘艳丽
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大气中子单粒子效应对微电子器件的影响
ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ） ）获 取 微 电 子 器 件 的 敏 感 器 件 主 要 是 ＤＳ Ｐ 、
（ ４） ＥＤＡＣ：
中子单 粒子效应 影响 的薄弱环 节，
同 时 给 出设 计 改 进 措 施 ， 通 过 改 进 措 施 提 高 电路 设 计 水 平 ， 保 证
微 电子 器件 在使 用过 程 中 的可靠
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ・ 电子技 术
大气 中子单粒子效应对微 电子器 件的影响
文／ 董玉花 陈佳
本 文对 中子单 粒 子效应 的产 生 条件 、 中子单 粒 子效 应对 微 电
பைடு நூலகம்子 器 件 的 影 响 以 及 对 此 影 响 的 量 化 分析 过程 进 行 了阐述。主 要通 过 分析 结 果，给 出微 电子 器件 受
（ ４） ＥＤＡＣ。
４对 中子单粒 子效应的防护设计
４ ． １一 般 原 则
在满足功 能、性 能的条件 下 （ １ ）优先选用 提供 了单 粒子敏感 型数据 且满足相关防护要求 的器件 ； （ ２ ）优 先选用具 有抗 中子 单粒子效应 能 ２ 中子 单粒子 效应对 微 电子器 件产生 影 力或 中子单粒子 效应较 不敏感 的器 件，如优先 考虑使 用反熔丝 Ｆ Ｐ ＧＡ、Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ Ｆ Ｐ ＧＡ、非 易失 响 的后 果 性存储器等器件 ； 研 究 表 明 ， 微 电 子 器 件 是 大 气 中 子 单 粒 （ ３ ）优 先 选 用 一 种 或 多 种 防 护 措 施 组 合 设计： 子 效 应 敏 感 器 件 ， 复 杂 航 电系 统 会 大 量 使 用 此 的 方 法 实 现 消 除 或 缓 减 单 粒 子 效 应 的危 害 影 （ ５ ）在条件 允许 的情 况下，建 议对重要 类 单 粒 子 效 应 敏 感 器 件 。巡 航 高 度 下 ，大 气 中 响 ； 数 据的每个 字 中的每个 ｂ ｉ ｔ 位 采取隔 离的物理 子辐射环境会使 ＣＰ Ｕ、ＤＳ Ｐ 、Ｆ Ｐ ＧＡ、存储器 、 （ ４ ）重点针 对敏感器件 进行单 粒子效应 地址存储 的方法 。 总线控制器等带 有存储结构的复杂航空 电子系 防护， 同时应对模块进行单粒子效应防护设 统法 发 生单 粒子 效应 ， 引起 系 统 出现数 据异 （ ５ ）尽量减少设备 中未防护 的存储位数： ５小结 常、丢帧 、黑屏 、复位 及死机等故障现象 ，使 （ ６ ）针对关键 核心器件 ，建议在 设计 中 大 气 中子单 粒子 效应对 微 电子 器件 的可 复杂航空 电子系统 可靠 性指标降低一至几个数 考虑单粒子效应事件 的监测措施 。 靠性存在一定 的影 响，微 电子器件 采用中子单 量 级。 ４ ． ２单粒子效应诱发 的硬故障 防护设计要求 粒子效应 的防护 设计后 ，可及 早避 免电路设计 ３ 中子 单粒子 效应 对微 电子器 件产生 影 中 由于 单 粒 子 翻 转 导 致 的硬 故 障和 软 故 障 的 发 微 电子器 件 中子 单粒 子效应 诱发 的硬 故 响 的量 化分析 生 ，及 早 进 行 设 计 改 进 措 施 ，提 高产 品 可 靠 性 障防护设计要求有 以下几点 ： 设计，保证产品质量。 中子 单粒 子效应 对 微 电子器 件 的影响 可 （ １ ）微 电子器件应采用冗余备份措施 ： 以通 过 预 计 来进 行 量 化 分 析 。 （ ２ ）选用 高压功率 器件 的微 电子器件 应 参考文 献 采用冗余备份措施； 【 １ ］ Ｉ Ｅ Ｃ ６ ２ ３ ９ ６ － １航 空 电子设备 过程 管 理 一一 ３ ． １通用参数 （ ３ ）选用功率 ＭＯＳ Ｆ Ｅ Ｔ器件在条件 允许 大气辐射效应 第一部分：航 空电子设 备 大 的情况 下，建议采用冗余备份措施。 （ １ ） 任务剖面 中子注量 率：５ ４ ５ ０ ／ （ ｃ ｍ２ ． ｈ 气中子单粒 子效应应对 策略 ， ２ ０ １ １ ． （ ４ ）高 压功 率器 件必 须工 作在 ２ ７ ０ Ｖ 以 （ ２ ）器 件中子 单粒子 效应截面 ：历史数 ［ ２ 】 Ｉ Ｅ Ｃ ／ Ｔ Ｃ ６ ２ ３ ９ ６ － ３航 空 电 子 设 备 过 程 管 下。 据，或根据工艺推导 。 理 一一大气辐射效应 第三部分 ：应对 大 气 中子单粒子效应 的系统优化设计 ， ２ ０ １ １ ． ３ ． ２采集信 息 ４ ． ３单粒子效应诱发 的软故 障防护设计要求 ［ ３ ３ Ｉ ］Ｅ Ｃ ／ Ｔ Ｃ ６ ２ ３ ９ ６ － ５航 空 电 子 设 备 过 程 管 微 电子器 件 中子 单粒 子效应 诱 发 的软故 理 一一大气辐射效应 第五 部分： 热中子注 ３ ． ２ ． １器件 敏 感 特 性 分 析 障 防 护 设 计 中要 求 在 以 下 措施 中 选 取 一 种 或 几 量 率 与航 空 电子 系统 单 粒 子效 应评 估 指 大气 中子 单粒 子 效应主 要包 括单 粒子 翻 南， ２ ０ １ １ ． 转 、单粒子多位翻转 、单粒子 功能终止、单粒 种组合 的方法减缓 中子 单粒子效应引起的危害 Ｆ Ｐ ＧＡ、存储 器、总线控 制器 等）时 ，引起器 件 产生逻辑反转 （ 从逻 辑 “ ｌ ”变成逻辑 … ０’ 或 相反 ）、闩锁或永久损伤 的现象 。 子瞬态 、单粒子闩锁 、单粒子烧 毁、单粒子栅 穿、单粒子 硬错误等 ，各器件 因工艺结构不同 对其 中一种 或几种效应敏感。 ３ ． ２ ． ２敏 感 器 件 单 粒 子 效 应 截 面 （ ６ 。 。 （ ｃ ｍ ／
宇航用半导体器件重离子单粒子效应试验指南
英文回答：In the light of the context and significance of the tests on the effects of heavy ion particles in space semiconductor units, full consideration must be given to the stability and reliability of the space vehicle under the effects of heavy ion ion ions. In the course of the experiment, particular attention will need to be paid to key elements to ensure that the data are accurate and reliable, and that the test guide is summarized and analysed, emphasizing its importance and significance for improving the resistance of space semiconductors to interference.根据宇航用半导体器件重离子单粒子效应试验的相关背景和意义，在确定试验方法时，必须充分考虑宇航器件在重离子单粒子效应下的稳定性和可靠性。
在试验过程中，需特别注意各关键环节，确保数据准确可靠，并对试验指南进行总结分析，强调其对于提高宇航用半导体器件抗干扰能力的重要性和意义。
The single particle effect of heavy ion means the effect of high energy heavy ion on semiconductor devices in space or in the nuclear radiation environment. In space spacecraft, semiconductors play very important roles, such as control and measurement systems. Understanding and studying the singleparticle effects of heavy ion are essential to ensure the reliability and stability of space spacecraftponents. Through the heavy ion single particle effects test, it is possible to simulate the radiation environment in space, test the radiation resistance of semiconductor devices and provide an important reference for the design and selection of spacecraft in space. In order to determine the method of testing the single particle effects of heavy ion, applicable to semiconductorponents in space, consideration needs to be given to the conditions of theponents in special working environments, such as radiation environment and temperature changes in space. Test methods include selection of suitable heavy ion types and energy, determination of test parameters and measurement methods. The accuracy and reliability of the test results can be ensured by carefully designed test programmes.重离子单粒子效应就是指在太空或者核辐射环境中，高能重离子对半导体器件造成的影响。
一种利用试验数据确定大气中子单粒子效应截面的方法[发明专利]
![一种利用试验数据确定大气中子单粒子效应截面的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/40ae17e652ea551811a6879c.png)
专利名称：一种利用试验数据确定大气中子单粒子效应截面的方法
专利类型：发明专利
发明人：薛玉雄,安恒,杨生胜,王小军,张晨光,苗育君,王光毅
申请号：CN201811148573.3
申请日：20180929
公开号：CN109470947A
公开日：
20190315
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种利用试验数据确定大气中子单粒子效应截面的方法，在地面模拟试验辐射源以及JESD89A标准指定的实验室中子辐射源的辐射下，分别获得单粒子效应截面的观测值记为σ和σ，并获得预定辐射源辐射下的单粒子效应错误个数N；利用σ与σ的比值B、N和单粒子效应截面的测量精度因子a构建单粒子效应错误个数计算修正因子A；最后利用修正因子A对σ进行修正，得到大气中子单粒子效应敏感器件的截面σ。
本发明能够通过修正辐射模拟源的试验数据，获得真实大气中子环境下的单粒子效应截面，实现对机载电子设备在自然环境下遭遇中子辐射进行准确防护和评价。
申请人：兰州空间技术物理研究所
地址：730000 甘肃省兰州市城关区渭源路97号
国籍：CN
代理机构：北京理工大学专利中心
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半导体器件大气中子单粒子效应试验方法与程序基本信
息
半导体器件大气中子单粒子效应试验方法与程序基本信息
【导论】
半导体器件是现代电子技术中不可或缺的基础组成部分，但它们在高
能辐射环境下的可靠性问题一直备受关注。
其中，大气中子单粒子效
应是一种重要的辐射损伤现象，它对半导体器件的性能产生了不可忽
视的影响。
为了解决这个问题，科研人员提出了许多试验方法和程序，以便更好地了解和评估半导体器件在大气中子单粒子效应下的可靠性。
本文将针对这一主题展开全面深入的讨论。
【试验方法】
1. 单粒子效应测试
单粒子效应测试是一种常用的试验方法，通过在实验室中模拟大气中
子单粒子效应，评估半导体器件的性能和可靠性。
在该测试中，使用
粒子加速器产生高能粒子束，并照射在待测器件上。
通过检测器件的
电流、电压或其他指标的变化，可以获得其受到辐射后的效应。
2. 组件级试验
组件级试验是一种更接近真实工作环境的试验方法，它考虑了半导体
器件在电路中的相互作用。
在该试验中，器件被嵌入到电路板或模块中，经过长时间不间断的工作，观察其在大气中子单粒子效应下的性
能退化情况。
这种方法能更好地模拟实际工作条件，但需要更长的测
试时间。
3. 增强放射性测试
增强放射性测试是一种瞄准特定辐射环境的试验方法，根据地理位置、海拔高度、周边辐射源等因素，选择合适的地点进行测试。
通过对辐
射水平进行增强，可以更快速地观察到器件在大气中子单粒子效应下
的反应，以及评估其可靠性。
【试验程序基本信息】
1. 数据收集与分析
试验开始前，需要收集和分析相关的数据，包括大气中子流通量、器
件故障率、故障模式等信息。
这些数据对于设计合理的试验方案和结
果的解读至关重要。
2. 样品准备与选择
根据需求和试验目标，选择适当的半导体器件样品，以代表实际生产
中使用的器件。
对样品进行特殊处理，例如辐射前的电子束退火、封
装等，以确保试验结果的可靠性和有效性。
3. 设置试验条件
根据试验目标，设置适当的试验条件，例如辐射剂量、温度、湿度等。
这些条件应尽可能接近实际工作环境，以确保试验结果的可靠性和准
确性。
4. 试验执行与数据记录
按照设定的试验条件进行实验，并及时记录下关键数据，如器件的电流、电压、频率等指标。
还可以利用高速摄像技术等手段，记录下器
件在辐射过程中的物理效应。
5. 试验结果分析与评估
通过对试验数据的分析与评估，可以获得器件在大气中子单粒子效应
下的响应和性能退化情况。
根据这些结果，可以提出相关的改进措施
和设计建议，以提高半导体器件在辐射环境下的可靠性。
【个人观点】
半导体器件的可靠性一直是电子技术领域的重要课题，而大气中子单
粒子效应作为其中的一种辐射损伤现象，对器件的性能和可靠性产生
了显著的影响。
通过合理的试验方法和程序，我们能够更好地了解和
评估器件在这种环境下的工作状况，从而指导设计和生产的改进。
未来，我希望有更多的研究和创新能够解决半导体器件在大气中子单粒
子效应下的可靠性问题，以推动电子技术的发展和应用。
【总结】
本文全面介绍了半导体器件大气中子单粒子效应的试验方法和程序基
本信息。
通过单粒子效应测试、组件级试验和增强放射性测试等方法，我们能够更好地了解和评估器件在大气中子单粒子效应下的可靠性。
我们还介绍了试验程序中的数据收集与分析、样品准备与选择、试验
条件设置、试验执行与数据记录、试验结果分析与评估等关键步骤。
我们分享了对这一主题的个人观点，希望通过不断的研究和创新，解
决半导体器件在大气中子单粒子效应下的可靠性问题，推动电子技术
的发展和应用。