中國科學(xué)院近代物理研究所材料研究中心的科研人員與中科院微電子研究所等合作，利用蘭州重離子加速器（HIRFL）提供的高能重離子，在新建的單粒子效應(yīng)實(shí)驗(yàn)終端對SOI和體硅靜態(tài)隨機(jī)讀取存儲器（SRAM）開展單粒子效應(yīng)加速器地面模擬實(shí)驗(yàn)，在離子臨界射程多樣性和機(jī)理研究方面取得新進(jìn)展。
單粒子效應(yīng)是宇航電子元器件在空間輻射環(huán)境中發(fā)生故障的主要誘因。地面模擬實(shí)驗(yàn)中離子臨界射程一直是國內(nèi)外單粒子效應(yīng)加速器實(shí)驗(yàn)中的重要參數(shù)，尤其是近年來隨著國內(nèi)單粒子效應(yīng)加速器模擬實(shí)驗(yàn)的大量開展，對該問題機(jī)理的研究迫在眉睫。國外的多個測試標(biāo)準(zhǔn)對離子臨界射程的規(guī)定不一致，國內(nèi)航天標(biāo)準(zhǔn)QJ 10005-2008指出，離子在硅中的射程要大于30 μm。
近代物理所科研人員利用HIRFL提供的重離子具有能量高、射程長的優(yōu)勢，通過使用降能片靈活調(diào)節(jié)重離子在SRAM器件中的射程，使用重離子實(shí)驗(yàn)和仿真計(jì)算相結(jié)合的研究方法，發(fā)現(xiàn)重離子臨界射程并不是一個固定值，而是依賴于離子種類、器件的類型和多層金屬布線厚度。通過實(shí)驗(yàn)測量，得到SOI SRAM器件中的離子臨界射程為20.7μm到40.6 μm，而體硅SRAM器件中的離子臨界射程超過60.4 μm�？蒲腥藛T提出了一個“最壞”臨界射程計(jì)算公式，其計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)符合較好。
該項(xiàng)研究得到國家自然科學(xué)基金大科學(xué)裝置聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目及其它項(xiàng)目的支持。
研究成果發(fā)表在該方向最具影響力的期刊IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE, VOL. 61, NO. 3, PAGE 1459-1467, JUNE 2014。
4 Mb 體硅SRAM中的離子臨界射程
