徐大为，徐 静，肖志强，高向东，洪根深，陈玉蓉，周 淼

（中国电子科技集团公司第58研究所，江苏 无锡 214035）

1 引言

随着航天技术、卫星技术的发展，对电路抗辐射能力提出了越来越高的要求，当前数字电路的抗辐射能力远远不能满足需求。采用SOI工艺能提高电路的抗单粒子辐射和瞬态辐射的能力，但其存在多个硅－二氧化硅界面态，使得总剂量效应的影响较大。本文通过对电路进行抗辐射加固，提高电路的抗辐射能力，并通过试验验证电路的抗辐射能力，对抗辐射数字电路的研究具有重要意义。

2 辐射基理研究

由于宇宙和外层空间存在着大量的宇宙射线，会对集成电路产生总剂量、单粒子事件、瞬时辐射等辐射效应。

2.1 总剂量辐射效应

当器件持续受到电离辐射时，在氧化层中以及氧化层－硅界面产生电荷和缺陷，从而引起器件的阈值电压漂移，跨导降低，亚阈值电流增大，低频噪声增大[1]。

2.2 中子辐射效应

核爆或反应堆产生的高能中子（E＞10keV）通过与晶格原子的弹性碰撞和半导体发生相互作用，使得原子离开平衡格点而造成位移，从而在半导体禁带中产生缺陷。这种缺陷会影响多数载流子的浓度和迁移率，而对少数载流子的产生和复合寿命构成影响。

2.3 剂量率效应

脉冲辐射在半导体器件中产生过剩载流子，这些过剩载流子为 PN结收集而形成瞬时大电流，即所谓光电流扰动。由于电流或电压的放大作用，在晶体管中会产生大的二次光电流。这种瞬时光电流会使线性电路阻塞，在数字电路中引入逻辑错误，在组合逻辑单元中，这种逻辑错误表现为瞬态摆幅或扰动，而在双稳态元件如锁存器、寄存器和存储元件中表现为错误或位反转。……