马英起，朱 翔，李悦，韩建伟

（中国科学院国家空间科学中心，北京 101499）

0 引言

飞机在巡航高度会遭遇大气中子、质子等次级粒子组成的大气辐射环境。其中，大气中子由银河宇宙射线和太阳耀斑爆发所释放的高能粒子与中性大气中的氮和氧发生核反应而形成。大气中子不带电、穿透力强，可穿透飞机蒙皮和机箱入射机载电子设备内部，诱发半导体器件的大气中子单粒子效应（neutron induced single event effect, NSEE），导致电子设备出现数据错误、数据丢失、自动复位、功能异常、功能丧失、死机、复位重启，甚至电路烧毁等故障。随着半导体集成电路工艺尺寸的缩小及深亚微米工艺器件（特征尺寸≤90 nm）的广泛应用，NSEE 严重影响机载电子设备的可靠性，甚至危及飞机安全，已引起世界各国航空安全管理部门和航空工业方的广泛关注[1-4]。从航空电子系统发生故障的历史数据和经验来看，国际上通常认定商用航空器航空电子系统中所发生的不能复现的故障中大约有20%是由NSEE造成的。国内机载电子设备生产厂家和飞机总体单位也逐步认识到NSEE的危害，在某型号飞机上针对40多件关键核心机载电子设备开展NSEE实验，结果表明：80%受试机载电子设备对NSEE 敏感[5]。

国外针对机载电子设备NSEE 的研究总体呈现出以下特点：重视大气辐射环境数据实测，已建立成熟的大气中子能谱预计模型，并考虑中子随太阳活动的变化，可进行地面高度的器件翻转率计算；器件内部晶体管级SEE 机理研究的理论体系已……