陈 鑫，施聿哲，白雨鑫，陈 凯，张智维，张 颖

（南京航空航天大学电子信息工程学院，南京 210016）

1 引言

随着半导体工艺的不断发展，器件特征尺寸逐渐减少，激发单粒子翻转(Single Event Upset,SEU)效应所需的能量阈值呈几何级下降趋势。例如，65 nm工艺下器件发生电平翻转需6500个电荷，16 nm工艺下器件电平翻转仅需1000个电荷[1-2]。虽然电平错误翻转引发的软错误不会对电路造成永久性的破坏，但是由于发生的能量阈值较低，所以在所有单粒子效应造成集成电路工作失效的事件中，电平错误翻转效应引起的事件占有比例最高，为40%[3-4]。由此可见，软错误已经成为先进工艺下大规模数字集成电路在辐射环境中最为主要的失效模式，这极大地限制了集成电路在一些可靠性较高的领域尤其是富含高通量低能粒子的航天航空场景中的应用。为促进航空航天事业的快速发展，需要对集成电路功能软错误的敏感性进行充分的研究和评估。

在所有的评估手段中，空间环境实测的方式获得的数据最为准确，但航天器的发射次数和载荷都是有限的，实验机会少且价格昂贵。因此，更多的评估手段被开发出来，主要有辐照测试，软件仿真和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)模拟等技术路线[5-8]。

辐照测试可以精确控制辐射强度和时间，相比于空间试验有着良好的可控性和灵活性。但是搭建辐照测试环境的开销依然非常庞大，具备辐照测试条件的单位也极少。此外，辐照测试需要批量测试，在测试过程中也极有可能损伤芯片，且芯片出错后也很难定位敏感节点，故一般只用于成品芯片的性能测试和最终测试。……