电子器件的电离辐射效应——从存储器到图像传感器

"内容涵盖电子器件辐射效应领域的近期新进展和研究成果； 原著作者身为一线的科研人员，给出大量具体实例，深入浅出地探讨了学术界和工业界关心的电子器件辐射相关问题，并提出相应解决办法。"

本书完整地涵盖了现代半导体的电离辐射效应，深入探讨了抗辐射加固技术。首先介绍辐射效应的重要背景知识、物理机制、仿真辐射输运的蒙特卡罗技术和电子器件的辐射效应。重点阐述以下内容：商用数字集成电路的辐射效应，包括微处理器、易失性存储器（SRAM和DRAMD和闪存；数字电路、现场可编程门阵列（FPGA）和混合模拟电路中的软错误效应、总剂量效应、位移损伤效应和设计加固解决方案；纤维光学和成像器件（包括CMOS图像传感器和电荷耦合器件CCD）的辐射效应。 本书可给予刚进人本领域的研究人员指导，供电路设计者、系统设计者和可靠性工程师学习，也可以作为资深科学家和工程师的参考书。还可以作为该领域本科生、硕士生、博士生和教师学习或教授电子器件电离辐射效应基础知识的参考书。

毕津顺，博士生导师，贵州师范大学教授，中国科学院微电子研究所特聘研究员，中国科学院大学岗位教授。主要从事半导体器件和集成电路辐射效应、抗辐射加固技术及应用研究。主持国防创新项目、预研项目、自然基金重点项目和面上项目10余项，参与国家重大科技专项、国家自然基金创新研究群体项目、自然科学基金委–中国科学院大科学装置科学研究联合基金项目和中科院国际合作项目等20余项。已出版译著两部，发表各类学术论文180余篇，申请专利共计80余项。

第1章 电子器件辐射效应介绍
1.1 引言
1.2 辐射效应
1.2.1 空间
1.2.2 地球环境
1.2.3 人造辐射
1.3 电离总剂量效应
1.3.1 金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）
1.3.2 双极器件
1.4 位移损伤
1.5 单粒子效应
1.6 小结
参考文献
第2章 辐射效应的蒙特卡罗仿真
2.1 引言
2.2 蒙特卡罗方法简史
2.3 蒙特卡罗方法的定义
2.4 蒙特卡罗方法模拟半导体器件辐射效应的研究
2.4.1 单粒子效应
2.4.2 总剂量效应
2.4.3 位移损伤剂量效应
2.5 辐射输运的蒙特卡罗仿真
2.5.1 蒙特卡罗方法辐射输运和相互作用的定义
2.5.2 需要考虑的粒子和相互作用
2.5.3 电子输运：简史和截止能量
2.5.4 方差减小技术
2.5.5 辐射输运蒙特卡罗仿真应用总结
2.6 蒙特卡罗工具示例
2.6.1 蒙特卡罗N粒子输运码
2.6.2 Geant
2.6.3 FLUKA
2.6.4 粒子和重离子输运码系统（PHITS）
2.7 小结
参考文献
第3章 10nm级CMOS工艺制程SRAM多翻转的完整指南
3.1 引言
3.2 实验装置
3.2.1 计数多翻转的测试算法的重要性
3.2.2 测试设施
3.2.3 测试器件
3.3 实验结果
3.3.1 MCU与辐射源的关系
3.3.2 MCU和阱工艺的关系：三阱的采用
3.3.3 MCU与重离子实验中入射角的关系
3.3.4 MCU与工艺特征尺寸的关系
3.3.5 MCU与设计的关系：阱接触密度
3.3.6 MCU与电源电压的关系
3.3.7 MCU与温度的关系
3.3.8 MCU与位单元架构的关系
3.3.9 MCU与测试位置（LANSCE和TRIUMF）的关系
3.3.10 MCU与衬底的关系：体硅和绝缘体上硅
3.3.11 MCU与测试数据的关系
3.4 MCU发生的3D TCAD建模
3.4.1 有三阱工艺中的双极效应
3.4.2 针对优选工艺优化敏感区域
3.5 一般性结论：影响MCU敏感度因素的排序
3.5.1 SEE敏感区域版图
附录3A
参考文献
第4章 动态随机存取存储器中的辐射效应
4.1 引言
4.2 动态随机存储器基础
4.2.1 工作原理
4.2.2 动态随机存储器的类型
4.3 辐照效应
4.3.1 单粒子效应（SEE）
4.3.2 总剂量效应
4.4 小结
参考文献
第5章 闪存中的辐射效应
5.1 引言
5.2 浮栅技术
5.3 浮栅单元的辐照效应
5.3.1 总剂量辐照引起的位错误
5.3.2 单粒子效应引起的位错误
5.4 外围电路中的辐照效应
5.4.1 电离总剂量效应
5.4.2 单粒子效应
5.5 小结
参考文献
第6章 微处理器的辐射效应
6.1 引言
6.1.1 软错误机制与作用电路
6.1.2 章节概述与结构
6.2 微处理器结构
6.2.1 流水线、随机状态和结构状态
6.2.2 时钟分布和I/O
6.2.3 SoC电路
6.3 微处理器常见辐射效应
6.4 微处理器中的单粒子效应
6.4.1 缓存中的单粒子效应
6.4.2 寄存器中的单粒子效应
6.4.3 流水线和执行单元中的单粒子效应
6.4.4 频率相关性
6.4.5 温度效应
6.5 专题讨论
6.5.1 SEE测试中的激励源设计
6.5.2 利用最敏感组件探测SEE
6.5.3 片上网络和通信
6.5.4 微处理器中的多位翻转（MBU）和角度效应
6.5.5 加固微处理器的辐射响应行为
6.5.6 复杂系统的测试
6.5.7 评估系统响应
6.6 小结
参考文献
第7章 锁存器和触发器的软错误加固设计
7.1 引言
7.1.1 未加固的锁存器和触发器
7.1.2 单粒子翻转的机制
7.1.3 工艺加固
7.2 锁存器和触发器的软错误电路加固设计技术
7.2.1 电路冗余技术
……