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静态存储器型现场可编程门阵列总剂量辐射损伤效应研究

高博 余学峰 任迪远 李豫东 崔江维 李茂顺 李明 王义元

静态存储器型现场可编程门阵列总剂量辐射损伤效应研究

高博, 余学峰, 任迪远, 李豫东, 崔江维, 李茂顺, 李明, 王义元
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  • 本文从FPGA器件内部最基本的CMOS单元出发,分析了器件功能失效时反相器输出波形随累积剂量的变化关系,进而研究Altera SRAM型FPGA器件60Co γ射线辐照后的总剂量辐射损伤效应.实验结果表明:由于场氧漏电和结构漏电的影响,随着累积剂量的增加输出波形发生畸变,峰峰值变为原来的十分之一左右,但输出波形还有相对的高低电平;同时,输出高电平不能保持原有的状态,迅速地向低电平转换,并且转换速度随着累积剂量的增加而加快,输出低电平相对初始值有一定程度抬高;由于栅氧厚度变薄,输出波形
    [1]

    Farouk S, Sias M 2007 IEEE Trans. Nucl. Sci. 54 1343

    [2]

    Lum G K, May R J, Robinette L E 1994 IEEE Trans. Nucl. Sci. 41 2487

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    Heather Quinn, Keith Morgan, Paul Graham, Jim Krone, Michael Caffrey, Kevin Lundgreen 2007 IEEE Trans. Nucl. Sci. 54 2037

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    Morgan K S, McMurtrey D L, PrattBH, Michael J, Wirthlin 2007 IEEE Trans. Nucl. Sci. 54 2056

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    Wang J J, Samiee S, Chen H S, Huang C K, Cheung M, Borillo J, Sun S N, Cronquist B, McCollum J 2004 IEEE Trans. Nucl. Sci. 51 3759

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    He C H, Li Y H, 2007 Chin. Phys. 16 2773

    [7]

    Chen G F, Yan W B, Chen H J, Li X H, Li Y X 2009 Chin. Phys. B 18 293

    [8]

    Zhang E X, Qian C Z, Zheng X,L Cheng L, Wang X, Wang Y M, Wang X H, Zhao G R, En Y F, Luo H W, Shi Q 2006 Chin. Phys. 15 792

    [9]

    Zheng Y Z, Lu W, Ren D Y, Wang Y Y, Guo Q, Yu X F, He C F 2009 Acta Phys. Sin. 58 5572 (in Chinese) [郑玉展、 陆 妩、 任迪远、 王义元、 郭 旗、 余学锋、 何承发 2009 物理学报 58 5572]

    [10]

    He C H, Geng B, He B P, Yao Y J, Li Y H, Peng H L, Lin D S, Zhou H, Chen Y S 2004 Acta Phys. Sin. 53 194 (in Chinese) [贺朝会、 耿 斌、 何宝平、 姚育娟、 李永宏、 彭宏 论、 林东生、 周 辉、 陈雨生 2004 物理学报 53 194] [11] Li R M, Du L, Zhuang Y Q, Bao J L 2007 Acta Phys. Sin. 56 3400 (in Chinese) [李瑞珉、 杜 磊、 庄奕琪、 包军林 2007 物理学报 56 3400]

    [11]

    Zhao J C 2002 Nuclear Electronics & Detection Technology 22 559 (in Chinese) [赵聚朝 2002 核电子学与探测技术 22 559]

    [12]

    Yuan G H, Yang H M, Xu X, Dong X C 2006 High Power Laser and Particle Beams 18 487 (in Chinese) [袁国火、 杨怀民、 徐 曦、 董秀成 2006 强激光与粒子束 18 487]

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    Du C H, Zhan J L 2009 Annual Meeting of Resist Radiation Electronics and Electric Magnetic Pulse in the tenth Shenyang, July 17—19, p198 (in Chinese) [杜川华、 詹俊岭 2009 第十届全国抗辐射电子学与电磁脉冲学术年会 沈阳, 7月17—19, 198]

    [14]

    Gao B, Yu X F, Ren D Y, Wang Y Y, Li P W, Yu Y 2009 Atomic Energy Science and Technology 43 1128 (in Chinese) [高 博、 余学峰、 任迪远、 王义元、 李鹏伟、 于 跃 2009 原子能科学技术 43 1128]

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    Yu X F, Ren D Y, L u W, Zhang G Q, Guo Q, Yan R L 1997 Nuclear Techniques 20 24 (in Chinese) [余学锋、 任迪远、 陆 妩、 张国强、 郭 旗、 严荣良 1997 核技术 20 24]

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    [10] 张孝富, 李豫东, 郭旗, 罗木昌, 何承发, 于新, 申志辉, 张兴尧, 邓伟, 吴正新. 60Coγ射线对高铝组分Al0.5Ga0.5N基p-i-n日盲型光探测器理想因子的影响. 物理学报, 2013, 62(7): 076106. doi: 10.7498/aps.62.076106
    [11] 丛忠超, 余学峰, 崔江维, 郑齐文, 郭旗, 孙静, 汪波, 马武英, 玛丽娅, 周航. 静态随机存储器总剂量辐射损伤的在线与离线测试方法. 物理学报, 2014, 63(8): 086101. doi: 10.7498/aps.63.086101
    [12] 汪波, 李豫东, 郭旗, 刘昌举, 文林, 玛丽娅, 孙静, 王海娇, 丛忠超, 马武英. 60Co-γ射线辐照CMOS有源像素传感器诱发暗信号退化的机理研究. 物理学报, 2014, 63(5): 056102. doi: 10.7498/aps.63.056102
    [13] 杨丽侠, 杜 磊, 包军林, 庄奕琪, 陈晓东, 李群伟, 张 莹, 赵志刚, 何 亮. 60Co γ-射线辐照对肖特基二极管1/f噪声的影响. 物理学报, 2008, 57(9): 5869-5874. doi: 10.7498/aps.57.5869
    [14] 王硕, 常永伟, 陈静, 王本艳, 何伟伟, 葛浩. 新型绝缘体上硅静态随机存储器单元总剂量效应. 物理学报, 2019, 68(16): 168501. doi: 10.7498/aps.68.20190405
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-04-11
  • 修回日期:  2010-06-22
  • 刊出日期:  2011-03-15

静态存储器型现场可编程门阵列总剂量辐射损伤效应研究

  • 1. (1)中国科学院新疆理化技术研究所,乌鲁木齐 830011; (2)中国科学院新疆理化技术研究所,乌鲁木齐 830011;中国科学院研究生院,北京 100049

摘要: 本文从FPGA器件内部最基本的CMOS单元出发,分析了器件功能失效时反相器输出波形随累积剂量的变化关系,进而研究Altera SRAM型FPGA器件60Co γ射线辐照后的总剂量辐射损伤效应.实验结果表明:由于场氧漏电和结构漏电的影响,随着累积剂量的增加输出波形发生畸变,峰峰值变为原来的十分之一左右,但输出波形还有相对的高低电平;同时,输出高电平不能保持原有的状态,迅速地向低电平转换,并且转换速度随着累积剂量的增加而加快,输出低电平相对初始值有一定程度抬高;由于栅氧厚度变薄,输出波形

English Abstract

参考文献 (15)

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