李 赛，陈 睿，韩建伟，马英起，上官士鹏，李 悦，朱 翔，梁亚楠，王 璇,2

（1.中国科学院国家空间科学中心，北京100190；2.中国科学院大学，北京100049；3.航天工程大学 激光推进及其应用国家重点实验室，北京101416）

0 引言

空间辐射环境中各种粒子，如电子、质子、α 粒子、重离子等的入射会造成材料和元器件的损伤，其中粒子与微电子器件中的半导体材料发生相互作用，可能造成航天器上电子设备出现复位、关机、“大电流”等故障。基本空间辐射效应包括总剂量效应、位移损伤效应及单粒子效应等。统计表明，在轨航天器因辐射环境引起的故障中由单粒子效应造成的异常占较大比例。随着器件工艺尺寸的日益缩小，元器件受单粒子效应的影响日趋显著。单粒子翻转效应（single event upset,SEU）是指半导体器件的敏感区（通常是反向偏置的P-N结）在单个高能粒子的轰击下发生电荷收集并造成逻辑状态改变的现象，是最常见的单粒子效应之一。

随着器件工艺尺寸的不断缩小，产生单粒子翻转所需的临界电荷越来越少，且电荷共享也更易发生，使得SEU 效应越来越严重。小尺寸工艺下单一重离子轰击产生的轨迹能够同时导致多个敏感节点同时收集电荷，被称为电荷共享效应。针对重离子轨迹上的电荷横向扩散到多个P-N结的相关研究表明，在4μm 距离上扩散的电荷量可达直接入射电荷量的15%。也有研究表明，在90 nm 工艺节点重离子入射最多影响2个单元，而在65 nm工艺节点重离子入射将影响3个单元（LET 值不大于40 MeV·cm/mg 的辐射条件下）。……