65 nm 工艺SRAM 中能质子单粒子效应研究

陈锡鑫，殷亚楠，高熠，郭刚，陈启明

（1.中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏 无锡 214035；2.中国原子能科学研究院抗辐射应用技术创新中心，北京 102413）

1 引言

2 SRAM 存储器中能质子试验

空间环境中存在的质子、重离子等能量极高的粒子入射到航天元器件会在元器件中发生电离，电荷被敏感节点收集，从而引起单粒子效应[1-4]。单粒子效应会引起元器件状态翻转、功能失效，影响航天器的寿命和可靠性[5]。质子是太空中粒子的主要成分，90%以上的辐射粒子为质子[6]。随着航天元器件工艺尺寸缩小至纳米级，集成电路性能得到很大提升，但受到的单粒子效应影响逐渐增大[7-8]。当工艺尺寸进入纳米级，电路由质子入射引起的单粒子翻转错误率会高于重离子引起的错误率[9]。质子单粒子效应产生机理分为2种：一是质子直接电离，产生电离电荷[10]；二是质子与器件材料产生核反应，引起散射，产生电离电荷[10]。直接电离一般由低能质子引起，核反应则由中能和高能质子引起[10]。

为了研究中能质子对纳米级集成电路的单粒子效应的影响，并与重离子试验做对比，本研究基于一款带错误检测与纠正（EDAC）功能的65 nm体硅CMOS SRAM，通过对存储器不同工作模式的选择，研究中能质子单粒子效应对纳米级器件的影响。本文基于中国原子能科学研究院抗辐射应用技术创新中心的HI-13 串列加速器开展试验，该加速器是目前国内开展单粒子效应研究的主要加速器之一，主要用于航天元器件空间应用考核及基础研究。……