单粒子瞬态脉冲效应
功率器件瞬态效应
功率器件的瞬态效应是指器件在快速变化的电流或电压条件下的动态响应及其对器件性能的影响。
具体如下：
1. 热瞬态效应：当功率器件在短时间内承受高功率脉冲时，会产生快速的温升，这种快速的温度变化称为热瞬态效应。
热瞬态效应会影响器件的可靠性和寿命，因为短时间内的高温可能会超过材料的热稳定性极限。
2. 单粒子烧毁效应：对于SOILDMOS等功率器件，在辐射环境下，单个高能粒子的撞击可能会导致器件内部产生足够的热量，引发局部烧毁，这种现象称为单粒子烧毁效应。
这种效应会严重影响器件的稳定性和安全性。
3. 电瞬态效应：功率器件在开关过程中会经历电压和电流的快速变化，这些瞬态过程可能会导致电磁干扰、电压尖峰等问题，影响电路的正常工作。
4. 热阻抗：热阻抗是衡量器件在瞬态热效应下表现的一个重要参数，它决定了器件在低占空比和低频脉冲负载下的性能。
5. 测试与研究：为了准确评估和理解功率器件的瞬态效应，研究人员会采用不同的测试方法，如脉冲激光试验等，来确定器件在不同工作条件下的行为和失效机理。
6. 材料与设计：为了提高功率器件在瞬态效应下的性能和可靠性，选择合适的材料和优化器件设计至关重要。
例如，氮化镓（GaN）功率器件因其优异的热电特性而受到关注。
综上所述，了解和研究功率器件的瞬态效应对于提高器件的性能、可靠性和寿命具有重要意义。
光电耦合器4N49单粒子瞬态脉冲效应的试验研究
了器件 Ｓ Ｔ效 应 的 等效 Ｌ Ｔ阈值 为 １ Ｖ ・ ｍ２ ｍｇ ， 和 截 面数 值 则 高达 １２ ０ ｅ 。试 验 Ｅ Ｅ ０Ｍｅ ｃ ・ 一 而饱 ． ×１ ｍ２
验 证 了 ４ ９ Ｓ Ｔ效 应 对后 续数 字 电路 的影 响 状 况 ， 量 研 究 了 Ｓ Ｔ效 应 减 缓 电路 的 有 效 性 ， 过 Ｎ４ 的 Ｅ 定 Ｅ 通 设 计 合 理 的 电路 参 数 可 将 器 件 在 ５Ｖ 工 作 电 压 下 的 Ｓ Ｔ 效 应 阈值 由 ７ ８ Ｖ ・ｃ ・ｍ 提 高 至 Ｅ ． ９Ｍｅ ｍ ｇ ２ ．９Ｍｅ ・ ｒ ｍｇ 。４ ９的 Ｓ Ｔ 效 应 试验 研 究 为光 电耦 合 器 Ｓ Ｔ 效 应 的 测 试及 防 护 措 施 的有 ２ １ Ｖ ｃ ｌ ｒ ・ ～ Ｎ４ Ｅ Ｅ
２ Ｇｒ ｄ ａ ｅＵｎ ｖ ｒｉ ｆ Ｃ ｉｅｅＡｃ ｄ ｍｙ ｏ ｃｅ ｃｓ ． ａ ｕ ｔ ｉｅｓｔ ｏ ｈ ｎ ｓ ａ ｅ ｆ Ｓ ｉｎ ｅ ，Ｂｅｊｎ ０ ０ ９ ｈ ｎ ） ｙ ｉｉｇ １ ０ ４ ，Ｃ ｉａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈｅ ｓｎ ｅ ｅ ｅ ｒ ｎｓｅ ｓｒ ｃ ： ｉ ｇｌ ｖ ｎｔｔ ａ ｉｎｔ（ ＳＥＴ） ｅ ｆ ｃ ｆ ｔ ｅ ４ ９ ｏｐ ｏ ｏｕ ｅ ｓ ｔ ｓ ｅ ｆｅ ｔ ｏ ｈ Ｎ４ ｔ ｃ ｐｌｒ ｗａ ｅ ｔ ｄ ｂ ｕｌｅ ａ ｅ ｘ ｒｍｅ ｔ ｌｍ ｅ ｈｏ ｏｌ ｙ Ｔｈｅ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔｃ ｏｆＳＥＴ ｓ ａ ｐ ｉｕ ｎ ｙ ｐ ｓ ｄ ｌｓ ｒｅ ｐｅ ｉ ｎ ａ ｔ ｄ ｏｇ ． ｈａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ａ ｍ ｌｔ ｄｅ ａ ｄ ｗｉ ｔ ｓｑｕ ｌｔ ｔｖ ｌ ｎｖ ｓ ｉ ｔ ｄ ｗｉｈ ｔ ｅ ｓ ｍｕｌｔｏｎ ｏ ｕｌｅ ａ ｅ ． Ａ ｉ ｒ ｅ ｅ ｇ ｄ ｈ ｗａ ａ ｉａ ｉ ｅ ｙ ｉ ｅ ｔｇａ ｅ ｔ ｈ ｉ ａ ｉ ｆｐ ｓ ｄ ｌｓ ｒ ｌｎｅ ｎ ｒ ｙ ｔａ ｆ ｒ（ ｒ ｎｓ ｅ ＬＥＴ） ｔ ｅ ｈ ｄ ｏｆ１ ｅ ・ｃ ｈｒ ｓ ｏｌ Ｍ Ｖ ０ ｍ ・ｍｇ ｗａ ａ ｕ ｅ ｅ ｈｅ ｂ ａ ｏ ｔ ｇ ｓ ｍｅ ｓ ｒ ｄ ｗｈ ｎ ｔ ｉ ｓ ｖ ｌａ ｅ
单粒子效应分类
单粒子效应分类
答：单粒子效应分类是：
•单粒子翻转（SEU）：单粒子翻转事件是指高能粒子撞击大规模集成电路的灵敏区，发生电离反应或核反应，产生电荷沉积电荷沉积，当沉积的电荷足以改变改变储存单元的逻辑状态逻辑状态时，就发生了单粒子翻转事件。
•单粒子瞬态脉冲（SET）：是单粒子效应的一种。
•单粒子功能中断（SEF）：也是单粒子效应的一种。
•单粒子锁定（SEL）：单粒子入射产生的瞬态电流会导致设备功能性损坏。
•单粒子烧毁（SEB）：属于破坏性效应。
•单粒子栅穿（SEGR）：是指在功率MOSFETs器件中，单粒子导致在栅氧化物中形成导电路径的破坏性的烧毁。
一种SRAM单粒子瞬态效应仿真分析方法及系统[发明专利]
![一种SRAM单粒子瞬态效应仿真分析方法及系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/94239180a98271fe900ef917.png)
专利名称：一种SRAM单粒子瞬态效应仿真分析方法及系统专利类型：发明专利
发明人：刘毅,翁笑冬,范凌怡,杨银堂
申请号：CN201911283331.X
申请日：20191213
公开号：CN110991072A
公开日：
20200410
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种SRAM单粒子瞬态效应仿真分析方法及系统，能够支持SRAM混合仿真，将器件级的仿真信息加入电路级的仿真中，进行单粒子效应仿真分析。
该方法包括：分析SRAM单元器件结构模型加入单粒子效应物理模型，提取单粒子效应电流源脉冲；建立多LET单粒子效应脉冲电流源等效模型并生成SPICE可以使用的仿真模型；根据用户提供的SRAM电路网表文件提取SRAM中的所有敏感节点，生成SRAM敏感节点列表文件；依据前面生成的SPICE可用的多LET单粒子效应脉冲电流源等效模型，结合SRAM敏感电路节点列表文件，编写脚本随机选取SRAM节点和故障注入时间，生成故障注入文件；分别计算翻转阈值和翻转截面。
申请人：西安电子科技大学
地址：710071 陕西省西安市太白南路2号
国籍：CN
代理机构：西安智邦专利商标代理有限公司
代理人：胡乐
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Buffer单元单粒子效应及其若干影响因素研究
Buffer单元单粒子效应及其若干影响因素研究杜明;邹黎;李晓辉;邱恒功;邓玉良【摘要】基于标准0.13μm工艺使用Sentaurus TCAD软件采用3D器件/电路混合模拟方式仿真了buffer单元的单粒子瞬态脉冲。
通过改变重离子的入射条件，得到了一系列单粒子瞬态电流脉冲( SET)。
分析了LET值、入射位置、电压偏置等重要因素对SET峰值和脉宽的影响。
研究发现，混合模式仿真中的上拉补偿管将导致实际电路中SET脉冲的形状发生明显的变化。
%Based on standard 0. 13 μm technology mixed-mode simulations of heavy ion is introduced. The Single Event Transient( SET) on buffer cells is simulated by using device and circuit mixed mode of heavy ion. By changing the simulation conditions, a series of SET current pulse is obtained. On the analysis of the influence of several important factors,such as the linear energytransfer( LET) ,the incidence location and voltage bias on the SET pulse width and magnitude are executed. The results indicate the pull-up compensating MOSFETin practical circuit obviously to lead to a different SET pulse.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P186-189)【关键词】buffer;电荷收集;单粒子瞬态脉冲;TCAD仿真【作者】杜明;邹黎;李晓辉;邱恒功;邓玉良【作者单位】深圳市国微电子有限公司，广东深圳518057;深圳市国微电子有限公司，广东深圳518057;深圳市国微电子有限公司，广东深圳518057;深圳市国微电子有限公司，广东深圳518057;深圳市国微电子有限公司，广东深圳518057【正文语种】中文【中图分类】TN432随着工艺尺寸的缩减，单粒子效应引起CMOS集成电路的失效越来越严重。
单粒子效应ppt
单粒子瞬变效应（SET）
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半导体器件建模分析
单粒子烧毁(SEB)与单粒子门断裂( SEGR)
• 在空间和地面加速器实验上都观察到了功率场效应管受重离子、高能 质子、中子照射后，会发生单粒子烧毁事件;在特殊偏压下，重离子撞 击器件灵敏区的某些特殊位置时，会发生单粒子门断裂事件。1994年 8月3日发射的APEX卫星上 (椭圆轨道，2544km、362km，70°倾角)， 研制了专门的装置，对两种不同额定电压的功率场效应管 (2N6796 、 2N6798 各12片)进行了单粒子烧毁事件实验。由监测和记录烧毁前产 生的尖脉冲，记录了由重离子和质子引起的烧毁事件。 • 功率场效应管发生 SEB 或SEGR是与它的工作模式 (偏压选择 )、人射粒 子的角度和能量、选用的漏一源电压及温度有关。对SEB，它是由离子 撞击一个 n-道功率场效应管产生能量沉积，使杂散双极节的晶体管导 通，负反馈作用使源 - 漏发生短路，导致器件烧毁。而SEGR ，则当功 率场效应管在适当的偏压下，重离子在器件硅一氧化物界面产生电荷， 使通过门氧化物的电压足够高，会使局部门断裂。
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半导体器件建模分析
单粒子瞬变效应（SET）
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• 单粒子瞬变效应主要发生在线性电路（满足齐次性和叠加 性）中，如组合逻辑电路、I/O下此类器器件及空间应用的 光纤系统等。在高能粒子的作用件会输出足以影响下级电 路的瞬时脉冲。 • 使用加速器进行重离子、质子的照射后，记录到发生单粒 子瞬变的器件有比较器及光电耦合器等。这些器件的瞬时 变化导致其在不该有输出信号时却有了输出。 • 对比较器的实验是在 BNL 和 TAM 的回旋加速器（重离子） 和ICUF（质子）加速器上进行的。实验显示在高能重离子、 质子作用下，比较器的输出会产生栅栏效应，脉冲幅度高 达26 V，持续时间1~4 us。 • 光耦合器由发光二极、光电二极管及跟随电路组成。光耦 合器的SET效应在1997年2月14日SM-2对Hubble空间望远 镜上安装的新仪器作调试服务时发现的。
一种SEU／SET加固SAFF设计
一种SEU／SET加固SAFF设计段健【摘要】Soft errors may be caused by Single Event Upset （ SEU ） and Single Event Transient effects （SET ） in digital logic circuits. This paper proposed an SAFF flip -flop circuit mitigating SEU/SET, which consists of a sense - amplifier based main stage, a four%单粒子翻转（SEU）和单粒子瞬态脉冲效应（SET）是引起数字逻辑电路发生错误的重要原因．针对SAFF触发器电路设计了一种抗SEU／SET加固电路，该电路由一个基于敏感放大器的主级，四个门保护电路组成的中间级和一个SR锁存器的从级组成．仿真结果表明该结构具有良好的抗SEU／SET性能．【期刊名称】《西安文理学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(014)003【总页数】3页(P80-82)【关键词】单粒子翻转;单粒子瞬态脉冲效应;SAFF【作者】段健【作者单位】西安工程机械专修学院机械电子工程系,陕西杨凌712100【正文语种】中文【中图分类】TP302.7宇宙射线中的高能重离子与物质相互作用，沿着它的路径将产生高密度的电离原子和电子的等离子体，通常它们通过再复合而消失;而在半导体器件中，在P－N结局部电场的作用下，可以将电子和空穴在复合之前把它们分开，于是形成一个电流脉冲;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，称之为软错误.这种现象被称为单粒子效应.单粒子翻转(SEU)和单粒子瞬态脉冲效应(SET)是引起数字逻辑电路发生错误的重要原因，针对SEU/SET加固一直是集成电路设计的热点［1－5］.触发器是一种基本的数字电路，与同类触发器比较，SAFF具有速度快、时钟负载小、时钟网络实现更为简单等优点.本文设计了一种抗SEU/SET加固的SAFF电路，它由一个基于敏感放大器的主级，四个门保护电路组成的中间级和一个SR锁存器的从级组成.仿真结果表明，该结构电路具有良好的抗SEU/SET性能.1 基本设计思想图1是新型的抗辐射加固SAFF.它由一个基于敏感放大器的主级，四个门保护电路组成的中间级和一个SR锁存器的从级组成.基于敏感放大器的主级由两个差分对组成.差分对的每条放电通路上都有两个并联的NMOS管，比如节点SB1上有并联的NMOS管M1和M2.作用时可以克服电路的自锁效应.在电路中，M1和M2分别由RB2和RB1控制.主级的工作方式如下:如果输入D为“1”，DB为“0”，主级的输出节点RB1在时钟上升沿到来之后保持为高电平.如果在时钟上升沿刚要到来的时候，一个单粒子事件使得节点RB1下拉为低电平，则M2关断.但由于RB2保持为“1”，M1保持导通.节点SB1通过M1放电.节点SB1的低电平使M7导通，因此RB1可以通过M7充电恢复为“1”.因此，通过在敏感节点的放电通路上使用两个并行的NMOS管，就可以避免自锁效应的产生.从级由两对SR锁存器按DICE方式连接而成.这种DICE 型的连接方式能够加固静态数据锁存阶段的单粒子翻转效应.图1 抗辐射加固SAFF2 抗辐射加固SAFF功能分析2.1 主级抗SEU分析如果输入D为“1”，DB为“0”，时钟上升沿到来之后SB1和SB2下拉为低电平，RB1和RB2保持为高电平.如果在时钟上升沿刚要到来的时候，一个单粒子事件使得节点RB1下拉为低电平，则M2关断.但由于RB2保持为高电平，M1保持导通.节点SB1通过M1放电.节点SB1的低电平使M7导通，因此RB1可以通过M7充电恢复为“1”.如果输入D为“1”，DB为“0”，时钟上升沿到来之后SB1和SB2下拉为低电平，RB1和RB2保持为高电平.如果节点SB1发生翻转，在节点SB1处产生一个正脉冲，则可能会在节点RB2处产生一个负脉冲.节点SB2和RB1被隔离了，它们的逻辑状态不受影响.当翻转脉冲结束以后，SB1通过下拉晶体管M9放电.如果节点RB1发生翻转，在节点RB1处产生一个负脉冲，则可能会在节点SB2处产生一个正脉冲.节点SB2和RB2被隔离了，它们的逻辑状态不受影响.当翻转脉冲结束以后，SB2通过下拉晶体管M9放电.同时通过反馈将节点RB1的电压恢复. 采用SMIC 0.18μm标准工艺，对所设计电路进行了模拟仿真，如图2所示，由图中仿真结果可以看出主级电路发生SEU后能够快速恢复原正常状态，证明了该结构具有良好的抗SEU特性.2.2 主级抗SET分析主级中交叉耦合的反相器构成了互锁结构.一旦输出节点的状态发生改变，输出节点的状态就被锁定了.在这之后无论输入端发生什么变化，输出端的状态都不再变化.因此主级的WOV近似为0，也就是说主级具有SET加固能力.图2 主级发生SEU后的仿真结果2.3 从级抗SEU分析假设SBl=1，SB2=1，RBl=1，RB2=1.如果此时Q0=1，Q1=0，Q2=1，Q3=0.节点SB1发生翻转，会在节点SB1处产生一个负脉冲.这个单粒子瞬态脉冲不会通过保护门电路.因为每个保护门电路都采用主级中的冗余输出对做为输入，比如SB1和SB2.当SB1翻转为“0”时，SB2保持为“1”，两个输入不相等，保护门电路的输出保持为“0”.这个单粒子瞬态脉冲只会对SR从锁存器中的一条支路产生影响.SB1=0，则Q0保持为“1”.其他节点也不受影响.SB2发生单粒子翻转的情况和SB1发生翻转的情况一样，从锁存器的节点电平不受影响.当RB1翻转为“0”时，Q1翻转为“0”，其他节点不受影响.节点RB1处的单粒子翻转结束之后，所有节点的电平恢复.RB2发生单粒子翻转的情况和RB1发生翻转的情况一样.当Q0=0，Q1=1，Q2=0，Q3=1时，电路的抗SEU机制是一样的.假设SBl=0，SB2=0，RBl=1，RB2=1.如果节点SB1发生翻转，节点SB1处产生一个正脉冲.保护门电路使用冗余节点对SB1和SB2作为输入.节点SB1发生单粒子翻转时，保护门电路的输出不变.这个单粒子瞬态脉冲至多只会对SR从锁存器中的一条支路产生影响，单粒子在脉冲结束之后，从锁存器中的节点恢复为预期值.其他节点发生SEU后的恢复机制是一样的.3 结论本文所设计的SEU/SET加固电路由一个基于敏感放大器的主级，四个门保护电路组成的中间级和一个SR锁存器的从级组成，理论分析及SMIC 0.18μm标准工艺仿真分析结果表明，该电路结构具有良好的抗SEU/SET性能，可以应用于抗辐射加固集成电路中.［参考文献］［1］刘必慰，陈书明，梁斌.一种新型的低功耗SEU加固存储单元［J］.半导体学报，2007，28(5):755－758.［2］ CALIN T，NICOLAIDIS M，VELAZCO R.Upset hardened memory design for submicron CMOS technology［J］.IEEE Trans.Nucl.Sci.1996，43(6):2874－2878.［3］ BLUM D R，DELGADO－FRIAS J parison of SET－resistant approaches for memory－based architectures［C］.in Proc.12th NASA Symp.VLSI Design，Coeur d＇Alene，2005.［4］ HASS K J，GAMBLES J W，WALKER B，et al.Mitigating single event upsets from combinational logic［C］.in Proc.7th NASA Symp.VLSI Design，1998.［5］ NIKOLIE B，OKLOBDZIJIA V G，STOJANOVIC V，etal.Leung.Improved sense amplifier based flip flop:Design and measurements［J］.IEEE J.Solid－State Circuits，2000，35(6):876－884.。
新型微电子技术单粒子效应研究面临的挑战
Ｄａｍ
Ｄａｔａ
图３ ＤＳＥＴ的俘获 Ｆｉｇ．３ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｓ ｏｆＤＳＥＴ ｃａｐｔｕｒｅ．
在较高频率下，先进工艺的组合逻辑引起的软 错误占主导地位。这主要归因于：
（１）随着频率增大，单位时间内时钟沿的数量 增加，ＳＥＴ被俘获概率也增加。研究表明，ＤＳＥＴ 引起的软错误随时钟频率增加【２２１。对于当代的高频 电路，大部分ＤＳＥＴ脉冲都能被俘获。
第一作者：郭红霞．女，１９６４年出生，２００２年３月西安电子科技大学微电子学与固体电子学获博士学位。研究员，硕士生导师， 主要从事集成电路空间辐射效应模拟试验技术和数值模拟研究 收稿日期：２０１０－０１．１３，修回Ｈ期：２０１０—０５—２０
万方数据
第７期
郭红霞等：新型微电子技术单粒子效应研究面临的挑战
（２）随着工艺尺寸的缩减，节点电容减小，电 源电压降低，代表逻辑“高”状态的电荷量降低，则 相同通量的粒子产生更多的具有足够高度和宽度的 ＤＳＥＴ脉冲，导致ＷＯＶ增大。
（３）随着门延迟的减小，能无衰减传播的脉冲 宽度和高度均减小。
（４）在相同ＬＥＴ值下，ＤＳＥＴ脉冲宽度和ＷＯＶ 随着工艺进步而增加，器件的软错误截面（敏感区的 面积）随工艺尺寸的缩减而增加。
图６ ２５６ Ｋ ＣＭＯＳ ＳＲＡＭ在两个不同离子能量 模拟源的ＳＥＵ实验数据删
Ｆｉｇ．６ Ｍｅａｓｕｒｅｄ ＳＥＵ ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ａ ２５６ Ｋｂｉｔ ＳＲＡＭ ｔａｋｅｎ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ａｎｄ ｈｉ吐ｅｎｅｒｇｙ ｈｅａｖｙ ｉｎｎｓｐ“．
Ｒｅｅｄ ＲＡ等ｐｊＪ研究了加固的４ Ｍｂｉｔ ＳＲＡＭ，由 于空间环境的高能离子或质子与高Ｚ材料的核反 应，导致单粒子翻转出错概率近３个量级地高于基 于地面实验的预估（图７），可见核反应对ＩＣｓ的空间 轨道失效有重要影响。实际空间轨道测量和改进后 模型预估结果较为一致，而传统的预估方法与实际 空间轨道测量的结果相差近５００倍。传统的预估模 型高估了器件的单粒子能力Ｉｊ４ｊ。
65nm体硅工艺NMOS中单粒子多瞬态效应的研究
65nm体硅工艺NMOS中单粒子多瞬态效应的研究梁永生;吴郁;郑宏超;李哲【摘要】针对NMOS场效应晶体管由重离子辐射诱导发生的单粒子多瞬态现象,参考65 nm体硅CMOS的单粒子瞬态效应的试验数据,采用TCAD仿真手段,搭建了65 nm体硅NMOS晶体管的TCAD模型,并进一步对无加固结构、保护环结构、保护漏结构以及保护环加保护漏结构的抗单粒子瞬态效应的机理和能力进行仿真分析.结果表明,NMOS器件的源结和保护环结构的抗单粒子多瞬态效应的效果更加明显.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2018(031)001【总页数】4页(P12-15)【关键词】单粒子效应;单粒子瞬态;电荷共享;抗辐射【作者】梁永生;吴郁;郑宏超;李哲【作者单位】北京工业大学信息学部,北京100124;北京工业大学信息学部,北京100124;北京微电子技术研究所,北京100076;北京微电子技术研究所,北京100076【正文语种】中文【中图分类】TN386在空间辐射环境中集成电路会受到各种宇宙射线和粒子的辐射，其中单粒子效应作为破坏较为显著的一种辐射效应，逐渐引起人们的重视[1-4]。
随着集成电路工艺尺寸的缩小，电路中的器件密度及其元胞密度不断提高，致使单个粒子辐射的作用范围能够覆盖到多个器件，进而造成电路中多个节点产生电荷收集效应，在电路中产生多个电流瞬态和电压扰动，这便是单粒子辐射电荷共享造成的单粒子瞬态效应。
如果电路中的多个单粒子瞬态脉冲都能够在电路中传播、捕获，则会造成电路失效。
研究表明，单粒子电荷共享现象从200 nm尺寸的集成电路中就开始出现[2]，随着集成电路工艺尺寸的减小，该效应的影响进一步加剧。
对于CMOS工艺中的PMOS和NMOS的单粒子瞬态效应，其产生机理和恢复过程有所不同。
PMOS发生单粒子瞬态时，其加固技术要求对其中发生的寄生双极晶体管的放大效应进行抑制，研究表明保护环结构对PMOS的单粒子瞬态的恢复效果显著[5-7]；而NMOS(P型衬底双阱工艺)发生单粒子瞬态时，基本不存在寄生双极晶体管放大效应，因此其加固技术要求更快的排除器件内部积累的电荷[8-10]。
0.18μm NMOS的重离子单粒子瞬态脉冲的仿真模拟
．
ｓｍｕ ａｉ ｎ ｏ ｅ ｓｎ ｌ ｖ ｎ ａ ｓ ｎ ｆ ． ８ ｍ ＭＯＳ ｂ ｓｎ ｅ Ｉ Ｅ Ｃ ｏｔ ａ ｅ ｉ ｍａ ｅ Ｂ ｏ ｎ ｃｉ ｇ ｉ ｌｔ ｆｔ ｉ ｇｅ ｅ ｅ ｔｔ ｎ ｉ ｔ １ ｏ ｈ ｒ ｅ ｏ ０ Ｎ ｙ ｕ ｉ ｇ ｔ Ｓ Ｔ ＡＤ ｓ ｆ ｒ ｓ ｈ ｗ ｄ ． ｙｃ ｎ ｅ ｔ ｎ
ｐ ｌｅｗｉｔ ｎ ｇ ｉ ｄ ｆ ｈ Ｅ ｓｍａ ｅ Ａ ａｉ ｅｅ ｒｈ ｈ ｓｂ ｅ ｏ ｅｆｒｅｔｂ ｉ ｉｇｔｅｐ ｅ ｉｅｍｏ ｅｏ ｕｓ ｄｈ ａ ｄｍａ ｎｔ ｅｏ ｅＳ Ｔ ｉ ｕ ｔ ｄ ． ｂ ｓｃｒｓａｃ ａ ｅ ｎ ｄ ｎ ｓａ ｌ ｈｎ ｒｃｓ ｄ ｆ ｏ ｓ ｈ
传输 Ｌ Ｔ 人射粒子在单位长度上淀积的能量除以 Ｅ（ 材料 的密度 ， 位为 Ｍｅ ／ ｍ ・ｍ ） 单 Ｖ （ ｇｃ 联系起 来 。
ＬＥＴ：— ｄ １ Ｅ
—
效应 ， 有助于对单粒子效应机理的研究 。 对一些新材
料 和新 结构 的器件 ， 能做 出抗 单 粒子 效 应 能 力 的 也
ｔ ｒ ｅ ｄ ｆｅｅ ｔｃｒ ｕｉ ｎ ｈ ｏ ｉ ｇ ｄｆｅ ｅ ｏ ｉｉｎ ｆｐ ｒｉｌｓｉ ｈ ｉ ｌｔｏ ａ ｓ ｒｅ ｆｓｎ ｌ ． ｖ ｎ ｒ ｎ ｉ ｎ ｈ ｅ ｉｆｒ ｎ ｉｃ ｔ ａ ｄ ｃ ｏ ｓｎ ｉ ｒ ｎｔｐ ｓｔ ｓｏ ａｔｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉ ｎ， ｅ ｉｓｏ ｉｇ ｅ ｅ ｅ ｔｔａ ｓｅ ｔ ｓ ｆ ｏ
（ 安卫光科技有 限公 司 ， 西 西安 ７ ０ ６ ） １０ ５
摘 要 ： 为了详细地了解纳米 Ｍ Ｓ Ｏ 电路中单粒子瞬变电荷收集机理， 利用 ＩＥ Ｃ Ｄ软件仿真二维模拟０ １ Ｍ Ｓ的单 ＳＴＡ ．８ Ｎ Ｏ ｍ
一种抗单粒子效应的加固技术研究
一种抗单粒子效应的加固技术研究作者：齐贺飞王磊王鑫王绍权张梦月来源：《现代信息科技》2022年第06期摘要：针对数字波控电路在星载控制电路应用中存在的单粒子翻转效应问题，提出了一种基于DICE单元的双稳态D触发器设计改进，设计了一种能够抵御众多类型单粒子翻转效应的D触发器，并基于该D触发器，结合电路级单粒子加固技术设计了一款串并转换芯片。
测试表明，采用改进D触发器结构的波控芯片能够抵御至少80 MeV的单粒子效应事件。
芯片峰值功耗不大于10 mA，写入速率不低于10 MHz，功耗为1 mW/MHz。
关键词：单粒子效应;抗辐照;三模冗余中图分类号：TN79 文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）06-0041-05Research on a Strengthening Technique against Single Event EffectQI Hefei， WANG Lei， WANG Xin， WANG Shaoquan， ZHANG Mengyue（The 13th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation，Shijiazhuang 050051， China）Abstract： In view of the problem of single particle flip effect， which exits in the digital wave control circuit in load control circuit application， this paper puts forward a bistable D trigger design improvement based on DICE unit， designs a D trigger which can resist many types of single particle flip effect. And based on the D trigger， combined with circuit level single particle reinforcementtechnology， it designs a string and conversion chip. Tests show that a wave-control chip with an improved D-trigger structure can resist the Single Event Effect events of 80 MeV at least. The peak power consumption of the chip is not more than 10 mA， the write rate is not less than 10 MHz， and the power consumption is 1 mW/MHz.Keywords： Single Event Effect （SEE）; Radiation resistance; Triple Modular Redundancy0 引言地球周围存在着大量的高能粒子射线，主要分为三大类高能粒子辐射源：银河宇宙射线、太阳宇宙射线以及地球辐射带。
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单粒子瞬态脉冲效应
单粒子瞬态脉冲效应是指在微观尺度下，单个粒子在极短时间内受到高能量脉冲的作用，引起的电子能级结构的变化。
这种效应可以用于研究和探索物质的电子结构和光学性质等基本特性，对材料科学、光电子技术、信息技术等领域具有重要意义。
单粒子瞬态脉冲效应主要包括两种类型：单光子瞬态脉冲效应和多光子瞬态脉冲效应。
单光子瞬态脉冲效应是指在单个光子的作用下，粒子的电子能级结构发生变化；而多光子瞬态脉冲效应则是指需要多个光子的作用才能引起粒子的电子能级结构变化。
单粒子瞬态脉冲效应的研究可以通过各种光谱技术来实现，如时间分辨光谱、荧光光谱、紫外可见吸收光谱等。
其中，时间分辨光谱技术是最常用的方法，可以提高实验分辨率和准确性，从而更好地研究单粒子瞬态脉冲效应的性质和特点。
单粒子瞬态脉冲效应也可以应用于光电子学领域，如超快光电探测、超快光开关等。
此外，还可以应用于太阳能电池、半导体激光等领域，为相关技术的发展提供新的思路和方法。
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