2024年5月14日发(作者：买u盘好还是移动硬盘好)

第２３卷第８期　

２０１１年８月　

强　激　光　与　粒　子　束　

ＨＩＧＨ　ＰＯＷＥＲ　ＬＡＳＥＲ　ＡＮＤ　ＰＡＲＴＩＣＩ　Ｅ　ＢＥＡＭＳ　

Ｖｏ１．２３，ＮＯ．８　

Ａｕｇ．，２０１１　

文章编号：１００１—４３２２（２０１１）０８—２２２９—０５　

２５２　Ｃｆ源和重离子加速器对ＦＰＧＡ的单粒子效应　

范　雪　，　李　平　，　李　威　。，　杨志明。，　张　斌　，　郭红霞　，　姚志斌。　

（１．电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都６１００５４；　

２．成都华微电子科技有限公司，成都６１００４１；　３．西北核技术研究所，西安７１００２４）　

摘　要：　对１Ｏ万门基于静态随机存储器的现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）分别在锎一２５２（　Ｃｆ）源和ＨＩ　１３　

串列加速器下进行了单粒子效应试验研究，测试了静态单粒子翻转截面及发生单粒子闩锁的线性能量转移阈　

值，并对试验结果进行了等效性分析比较。试验结果表明：　ｃｆ源引起的ＦＰＧＡ单粒子翻转截面比重离子加　

速器引起的约低１个数量级；使用　Ｃｆ源未能观测到该器件的单粒子闩锁现象，而使用重离子加速器可以测　

出该ＦＰＧＡ发生单粒子闩锁的线性能量转移阈值；在现代集成电路的宇航辐射效应地面模拟单粒子效应试验　

中，　Ｃｆ源不是理想的测试单粒子闩锁的辐射源。　

关键词：现场可编程门阵列；单粒子效应；。　。Ｃｆ源；　重离子加速器；线性能量转移阈值　

中图分类号：０４７２；ＴＮ３８６．１　文献标志码：　Ａ　ｄｏｉ：１０．３７８８／ＨＰＩ　ＰＢ２０１１２３０８．２２２９　

现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）广泛应用于军事、航天、通信等各种电子设备上，其单粒子效应包括单粒子翻　

转（ＳＥＵ）和单粒子闩锁（ＳＥＬ）的研究成为了近年的研究热点ｎ　］。通过地面模拟试验对器件在太空中的辐射　

效应进行预估是半导体器件航天应用的重要一步，而地面模拟试验中辐射源的选取直接关系到对空间辐射效　

应预估的准确性¨４］。同时，随着半导体工艺的飞速发展，同一辐射源引起的基于不同工艺的集成电路的辐射效　

应也存在很大差别　一】。因此，有必要对新工艺制作的半导体器件的不同辐射源引起的辐射效应进行研究。　

锎一２５２（　Ｃｆ）源和重离子加速器是进行单粒子效应地面试验的两种重要的离子源ｌ４］。重离子加速器因为其离　

子能量大，在Ｓｉ和ＳｉＯ　中射程较大，所以试验数据更接近太空中的情况，但重离子加速器由于设备庞大昂贵，　

因此能分配给各研究机构的机时数少而且通常需要提前较长时间预约［７］。从１９８３年　Ｃｆ源被用作宇宙射线　

的地面模拟源以来，国内外经常用　ｃｆ源进行半导体器件的单粒子效应试验研究　。　。对比研究　ｃｆ源与重　

离子加速器源对同一器件产生的单粒子效应的差异有重要的现实意义。本文基于上述背景，以同一款基于静　

态随机存储器（ＳＲＡＭ）的ＦＰＧＡ为研究对象，在　跎ｃｆ源和ＨＩ一１３串列加速器下分别进行了单粒子效应试验研　

究，并对试验结果进行了对比研究。　

１　基于ＳＲＡＭ的ＦＰＧＡ芯片及其单粒子效应　

根据存储配置信息的存储器件不同，ＦＰＧＡ主要包括基于反熔丝型、基于Ｆｌａｓｈ型和基于静态随机存储器　

型三大类口　。由于基于ＳＲＡＭ的ＦＰＧＡ具有可重复编程的特性及集成度高的优势，在航天电子领域有很大　

的吸引力，甚至因其可重复编程的优点，使得“可重编程卫星”有望实现［１］。本文研究的ＦＰＧＡ芯片为基于　

ＳＲＡＭ型的ＦＰＧＡ，采用０．２５　ｍ　５层金属、浅槽隔离（ＳＴＩ）ＣＭＯＳ工艺制成，规模为１０万系统门。内部电路　

主要包括可编程逻辑模块（ＣＩ　Ｂ）、外围输入输出模块（ＩＯＢ）、互连布线资源（ＩＲ）、延迟锁相环（ＤＩ　Ｉ　）及块随机　

访问存储器（ＢＲＡＭ）。其中，ＣＬＢ、ＢＲＡＭ及存储配置信息的存储单元都用到了大量的ＳＲＡＭ单元来实现。　

ＳＲＡＭ是对单粒子敏感的器件，容易发生ＳＥＵ。在ＦＰＧＡ中ＳＲＡＭ的翻转可能会导致用户存储数据的出错　

甚至功能出错。另外ＦＰＧＡ内部大量的触发器也会发生单粒子翻转，引起ＦＰＧＡ的功能出错。　

除了出现上述的ＳＥＵ现象之外，基于ＳＲＡＭ的ＦＰＧＡ也较易发生ＳＥＩ　。这是因为基于ＳＲＡＭ的ＦＰＧＡ　

是采用标准ＣＭＯＳ工艺加工，而ＣＭＯＳ器件由于其本身寄生的ｐｎｐ和ｎｐｎ双极型晶体管形成一个带正反馈　

的可控硅结构。当单粒子入射到体硅中时产生大量电子空穴对，就会触发这个可控硅结构，从而产生电源到地　

的大电流，甚至有可能会烧毁器件。　

＊收稿日期：２０１０－０８　１０；　修订日期：２０１卜０２—１８　

作者简介：范雪（１９８ｏ一），女，博士研究生，从事集成电路的辐射效应及抗辐加固设计研究；ｘ＿ｆａｎ＠ｆｏｘｍａｉｌ．ｃｏｒｎ。　

强　激　光　与　粒　子　束　第２３卷　

２　单粒子效应地面模拟试验采用的辐射源　

单粒子效应的地面模拟试验常常用到重离子加速器、质子加速器、２５２Ｃｆ源和脉冲激光这几种辐射源。　

重离子加速器常用来模拟太空环境中的重离子，从而研究重离子引起的单粒子效应。重离子加速器有较　

为丰富的离子源可供选择，因此可以根据需要选择一个或者多个ＬＥＴ值，可以测出包括发生单粒子效心的　

Ｉ　ＥＴ阈值及单粒子效应的饱和截面在内的完整的单粒子效应与ＬＥＴ值的关系曲线。而且，重离子加速器产　

生的离子能量较大，在ｓｉ和ＳｉＯ　中的射程较长。但是，重离子加速器设备巨大且昂贵，设备的研制、使．Ｈ＿ｊ和维　

护都需要较大的人力财力。因此试验费用昂贵而且不易申请到机时。　

质子加速器常用来模拟宇宙射线中的、太阳耀斑产生的及地磁层中捕获的质子，由此来研究质子引起的总　

剂量和单粒子效应。通过调节质子能量，测出不同质子能量下的单粒子效应，可以得到完整的单粒子效应　质　

子能量的关系曲线。不过与重离子加速器类似，目前国内能产生近百ＭｅＶ质子的质子加速器很少，因此试验　

机时和费用也存在同样的问题。　

ｃｆ是一种白发裂变源，可以发射出ａ粒子、裂变碎片和快中子。裂变碎片可以用来模拟高能重离　进　

行单粒子效应测试。其平均Ｉ　ＥＴ值为４３　ＭｅＶ・ｃｍ。・ｍｇ　（Ｓｉ），在Ｓｉ中的射程为６．０～ｌ５．５　ｔｚｍ…　。　Ｃｆ源　

体积小，实验成本相对较低，且更加方便。但是。　ｃｆ本身的ＬＥＴ值范围较窄，不能给出完整的单粒子效Ｊ、　截　

面随Ｉ　ＥＴ值变化的关系曲线；射程较短，对金属布线层较多的集成电路穿透力不够；注量率较低，实验时ｎ＿｛】较　

长。　

脉冲激光具有很高的空间分辨力可以精确扫描器件的敏感区域，且没有放射性，因此对测试人员和仪器没　

有辐射损伤。但是，激光在材料中产生电荷的径迹结构不同于带电离子的径迹结构，所测得的单粒子效应阀值　

与带电离子导致单粒子效应的ＬＥＴ阈值之间的换算较为复杂。且由于激光不能穿过金属，对于金属布线密集　

的超大规模集成电路，测试结果准确性较差。　

总之，不同的辐射源因其各自不同的特点，被用在不同需求的单粒子效应试验研究中。尤其重离ｆ加速器　

和　ｃｆ源被广泛用于半导体器件的单粒子效应试验研究　

源及中子反应堆等其它模拟源【　。　

。　。除了上面提到的４种辐射源，还有电ｆ束、ａ　。

３　ＦＰＧＡ的重离子加速器和　Ｃｆ源单粒子效应试验　

３．１　试验方法　

试验选用的重离子加速器为中国原子能科学研究院的ＨＩ一１３串列加速器，选用的　Ｃｆ源为西北核技术研　

究所的　Ｃｆ源。其中，我们选用的重离子加速器的离子种类及其主要参数如表１所示。注量率根据离子种类　

不同从约１．２×１０　ｍ　ｓ　至约６．８×１０　ｍ　ｓ　不等，由于时问机时数有限，所以离子的注量也　离子种类的　

不同而有所区别。　

试验器件是规模为１０万系统门的基于ＳＲＡＭ型的ＦＰＧＡ，内核供给电压　姒　为２．５　Ｖ，输入输出模块　

供给电压Ｖ　，为３．３　Ｖ。测试系统为西北核技术研究所研制的“静态随机访问存储器型现场可编程门阵列辐　

照效应测试系统”［　］。我们在两种不同的辐射源辐射下采用同样的测试方法主要对比测试了ＦＰＧＡ的ＳＥＩ　

和内部存储器的静态ＳＥＵ截面。　

表１辐照重离子参数　

Ｔａｂｌｅ　１　Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｆｏｒ　ｈｅａｖｙ　ｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｔｅｓｔ　

辐照期间，实时监测了ＦＰＧＡ的内核供给电流，…　，并通过电流的变化来提示是否发生ｒ单粒子Ｈ锁，　

但我们判断闩锁的依据不仅仅是电流的增加。首先为电流设置一个阈值，一旦电流超过这个阈值，就会住线重　

配置ＦＰＧＡ，重配置之后如果电流回到了辐射前的值，就认为这不是单粒子闩锁；如果重配置之后电流仍保持　

第８期　范　雪等：。　Ｃｆ源和重离子加速器对ＦＰＧＡ的单粒子效应　

明显高于辐射前的电流值，就认为发生了单粒子闩锁。采取该辨别方法是因为ＦＰＧＡ内部存储器的ＳＥＵ会　

导致ＦＰＧＡ内部本来未连通的线路连通，从而也会使电流增加。这种电流增加较为缓慢，而且可以通过重新　

配置得以恢复，不同于闩锁引起的电流增加。　

基于ＳＲＡＭ型的ＦＰＧＡ内部有大量ＳＲＡＭ单元，在测试的时候主要观察了两部分ＳＲＡＭ的静态翻转，　

一

部分是用来存储用户数据的ＢＲＡＭ，另外一部分是用来配置ＦＰＧＡ功能的配置存储器。同时测试了两种　

ＳＲＡＭ单元的翻转数。　

３．２　单粒子闩锁试验结果及讨论　

在。　ｃｆ源辐照期间，其内核供给电流　与粒子注量　

又　

的关系如图１所示，电流随着注量增加而增加，通过不断电重　

新配置，发现重新配置后的ＦＰＧＡ其内核供给电流Ｉ　

回到了初始值。在整个测试过程中，没有发现闩锁现象。　

在重离子加速器作为辐射源时，采用了Ｃ，Ｆ，Ｃ１，Ｔｉ和　

Ｃｕ五种离子对样片进行辐照，在Ｃ１离子和Ｃｕ离子辐射期　

间，观察到了闩锁现象。Ｃｌ离子辐射时的　ｃ　－ｒ增加如图２　

所示，电流随着注量增加而急剧增加，不断电重新配置后发现　

ＩＣＣＩＮＴ仍然维持辐射期间的高电流，只有通过重新上电才能让　

ＦＰＧＡ的内核供给电流　回到辐射前的水平，由此我们判　

Ｆｉｇ．１　ＩＣＣＩＮ　Ｉ　ＶＳ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｄｕｒｉｎｇ　ｉｒｒａｄｉａｔｏｎ　ｗｉｔｈ　Ｃｆ　

断在Ｃｌ离子辐射期间发生了ＳＥＩ　。而在Ｃｕ离子刚刚开始　

入射到被测样片时，立刻就出现电流剧增且重新配置不能明　

图１。　Ｃｆ源辐照下内核供给电流　ｃｃＩＮＴ与　

粒子注量的关系曲线　

显降低电流的情况，即Ｃｕ离子辐射期间只需要极短的时间，被测ＦＰＧＡ便出现了闩锁。另外三种离子（Ｃ，Ｆ，　

Ｔｉ）辐射期问，用同样的方法没有观察到ＳＥＬ。　

至此可以看出，两种辐射源在测试被测样片发生ＳＥＩ　的Ｉ　ＥＴ阈值时，得出了不同的结果。使用　。Ｃｆ源作　

为辐射源，没有发生闩锁，因此可以认为发生ＳＥＩ　的Ｉ　ＥＴ阈值高于４３　ＭｅＶ・ｃｍ　・ｍｇ　。而使用重离子加　

速器作为辐射源的实验结果则表明发生ＳＥＩ　的Ｉ　ＥＴ阈值在４．１７～１４．６　ＭｅＶ・ｃｍ　・ｍｇ　之间。两种辐射　

源在进行ＳＥＩ　的测试中得到了不同的实验结果。这种差异主要由于离子入射到样片的射程差异引起的。　

不同的离子由于入射能量及自身大小的差别导致在样片　

中的射程不同。重离子加速器产生的前面提到的５种离子在　

硅中的射程都大于３０　ＩＴＩ，。　ｃｆ源的裂变碎片在硅中的射程　

在６～１５．５　ｍ，平均射程为１４．２　ｔｔｍ，样片的金属布线层和　

钝化层的总厚度为约８．４／ａｍ。裂变碎片在这样厚的金属和　

氧化层会沉积自身的能量口　２，由此可以看出，部分　Ｃｆ源的　

裂变碎片没有办法穿透覆盖在样片表面的金属布线层及金属　

层之间的绝缘层到达发生闩锁的敏感位置，而到达敏感区域　

的裂变碎片也不能在敏感区域沉积足够大的能量来触发闩　

锁　。　

Ｆｉｇ．２　／ＣＣＩＮ　Ｉ　＂ＵＳ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｄｕｒｉｎｇ　ｉｒｒａｄｉａｔｏｎ　ｗｉｔｈ　

Ｃ，Ｆ，ＣＩ　ａｎｄ　Ｔｉ　ｉｏｎｓ　ａｔ　ｔｈｅ　ｈｅａｖｙ　ｉｏｎ　ｆａｃｉｌｉｔｙ　

两种辐射源所在实验环境的真空度也有所差区别。　ｃｆ　

源的实验环境的真空度为１５～３０　Ｐａ，而重离子加速器实验　

环境的真空度则约为０．０１　Ｐａ。在测试系统中，　。Ｃｆ源与器　

图２重离子加速器产生的Ｃ，Ｆ，ＣＩ，Ｔｉ离子辐照下内核　

供给电流ＩｃｃｉＮ１与粒子注量的关系曲线　

件表面之间的距离为５～６　ｃｍ，根据该真空度下的气体密度与硅材料密度的关系（相差约７个数量级），可以大　

致估算这个距离换算成硅材料大约为１　ｎｍ的厚度。可见，真空度对射程的影响相比辐射源本身对射程的影　

响是可以忽略的。因而，试验结果的差别主要是由于辐射源的不同导致在样片中射程的不同引起的。　

３．３单粒子翻转试验效果及讨论　

单粒子翻转我们主要测试了ＦＰＧＡ内部存储配置信息的配置存储器和ＢＲＡＭ两部分的静态翻转。这两　

种存储单元的翻转截面与入射离子Ｉ　ＥＴ的关系如图３所示，图中的曲线是根据重离子加速器作为辐射源测得　

的翻转截面拟合的Ｗｅｉｂｕｌ１分布曲线　】。可以看到由。　Ｃｆ作为辐射源测得的翻转截面普遍低于由重离子　

２２３２　强　激　光　与　粒　子　束　第２３卷　

加速器作为辐射源的测试数据拟合的Ｗｅｉｂｕｌ１分布曲线上的值。从平均值来看，低一个数量级。　

鲁０ｒｇｕ　１０　１。　们∞∞２０　∞Ｑ　

Ｆｉｇ．３　Ｂｉｔ　ｕｇｓｅｔ　ｃｒｏｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ＶＳ　ＬＥ　１　ｔｏｒ　ｔｈｅ　ＰＧＡ　

图３　ＦＰＧＡ的位翻转截面与ＬＥＴ的关系　

可以看出，将　。ｃｆ源作为辐射源对试验样片进行单粒子翻转截面的测试，得到的翻转截面低于重离子加　

速器作为辐射源得到的饱和翻转截面，参考Ｗｅｉｂｕｌ１分布，低一个数量级。这与之前的基于ＩＤＴ７１２５６等型号　

的ＳＲＡＭ试验结果有区别口　。ＩＤＴ　７１２５６　ＳＲＡＭ相对本次试验的１Ｏ万系统ｆ１　ＦＰＧＡ工艺节点更早，更易于　

被　跎Ｃｆ源的重离子裂变碎片穿透，这样重离子裂片到达真正的硅表面以后在硅中的能量沉积更大，因此试验　

—ｌＩ　ｑ．　鲁。】／ｕ０；８∞∞呐０Ｊ。∞苗们ｄｎ　

结果与采用ＨＩ一１３加速器的结果更为接近。因为发生单粒子翻转的敏感位置相比发生闩锁的敏感位置更浅，　

范围更小［２　，使用　ｃｆ源作为辐射源，可以观察到单粒子翻转。但由于　。ｃｆ源本身射程比较短，得到的单粒　

子翻转截面低于由重离子加速器作为辐射源引起的单粒子翻转截面。　

４　结　论　

针对基于ＳＲＡＭ型的１０万系统门ＦＰＧＡ，对比研究了。弛Ｃｆ源和ＨＩ一１３串列加速器作为辐射源的单粒子　

翻转和单粒子闩锁试验。试验结果表明，基于该商用０．２５　ｆｆｍ　５层金属ＣＭＯＳ工艺的１０万系统ｆ１　ＦＰＧＡ的　

单粒子闩锁的ＬＥＴ阈值为４．１７～１４．６　ＭｅＶ・ｃｒｎ　・ｍｇ～，ＳＲＡＭ的静态翻转饱和截面为１０　～１０　Ｃ１ＴＩ。　

ｂｉｔ。利用ＨＩ一１３串列加速器研究基于先进ＣＭＯＳ工艺的集成电路的ＳＥＬ特性，比起　。ｃｆ源作为辐射源，试验　

结果更具有参考性。以　ｃｆ源作为辐射源，测得的翻转截面比ＨＩ一１３串列加速器作为辐射源低约一个数量　

级。因此在现代集成电路的地面模拟单粒子效应试验中，　。ｃｆ源用作测试ＳＥＩ　不是一个理想的辐射源，但仍　

可用作单粒子翻转的摸底试验。　

参考文献：　

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第８期　范雪等：　Ｃｆ源和重离子加速器对ＦＰＧＡ的单粒子效应　２２３３　

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ａｚｃｏ　Ｒ，Ｃｈａｐｕｉｓ　Ｒ，Ｌａｂｒｕｎｅｅ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃａｌｉｆｏｒｎｉｕｍ　ａｎｄ　ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ　ＳＥＵ　ｔｅｓｔｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　ｏｎ　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，　

［Ｉ５］　

Ｖｅｌ

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ｆｅｔ　Ｒ，Ｄｕｚｅｌｌｉｅｒ　Ｓ．Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌａｔｃｈ—ｕｐ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｃｒｉｔｉｃａｌ　ｅｎｅｒｇｙ　ｕｓｉｎｇ　ｌａｒｇｅ　ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ　ｈｅａｖｙ　ｉｏｎ　ｂｅａｍｓ．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　

［１６］　

Ｅｃｏｆ

ｏｎ　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９７，４４（６）：２３７８　２３８５．　

　Ｙｏｎｇ—　

［１７］　

李永宏，贺朝会，周辉，等．应用锎源实验结果预估空间轨道单粒子翻转率［Ｊ］．原子能科学技术，２００９，４３（１１）：１０２９—１０３３．（Ｌｉ

ｈｏｎｇ，Ｈｅ　Ｃｈａｏｈｕｉ，Ｚｈｏｕ　Ｈｕｉ，ｅｔ　ａ１．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｓｉｎｇｌｅ　ｅｖｅｎｔ　ｕｐｓｅｔ　ｒａｔｅ　ｉｎ　ｓｐａｃｅ　ｏｒｂｉｔｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｃｆ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ．Ａｔｏｍｉｃ　Ｅｎｅｒ—　

ｇｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９，４３（１１）：１０２９　１０３３）　

ｎｇｌｅ—ｅｖｅｎｔ　ｄａｔａ　ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　ｏｎ　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００８，５５（６）：２８１９－２８４１．　

［１８］　

Ｐｅｔｅｒｓｅｎ．Ｓｉ

　Ｙｏｎｇｈｏｎｇ，Ｙａｎｇ　

［１９］　

贺朝会，李永宏，杨海亮．单粒子效应辐射模拟实验研究进展［Ｊ］．核技术，２００７，３０（４）：３４７—３５１．（Ｈｅ　Ｃｈａｏｈｕｉ，Ｌｉ

Ｈａｉｌｉａｎｇ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｅｖｅｎｔ　ｅｆｆｅｃｔｓ．Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２００７，３０（４）：３４７　３５１．　

９０８．（Ｈｏｕ　Ｍｉｎｇ—　

［２ｏ］　

侯明东，张庆祥，刘杰，等．１５．１４ＭｅＶ／ｕ　１３６Ｘｅ离子引起的单粒子效应［Ｊ］．高能物理与核物理，２００２，２６（９）：９０４—

ｄｏｎｇ，Ｚｈａｎｇ　Ｑｉｎｇｘｉａｎｇ，Ｌｉｕ　Ｊｉｅ，ｅｔ　ａ１．Ｓｉｎｇｌｅ　ｅｖｅｎｔ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｂｙ　１５．１４　ＭｅＶ／ｕ　Ｘｅ　Ｉｏｎｓ．Ｈｉｇｈ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ａｎｄ　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｐｈｙｓ　

ｉｃｓ，２００２，２６（９）：９０４—９０８）　

Ｓｉｎｇｌｅ　ｅｖｅｎｔ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　ＦＰＧＡ　ｏｆ　ｃａｌｉｆｏｒｎｉｕｍ。＿２５２　ａｎｄ　ｈｅａｖｙ‘＿ｉｏｎ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ　

Ｆａｎ　Ｘｕｅ　，Ｌｉ　Ｐｉｎｇ　，Ｌｉ　Ｗｅｉ　～，　Ｙａｎｇ　Ｚｈｉｍｉｎｇ　，　Ｚｈａｎｇ　Ｂｉｎ　，　Ｇｕｏ　Ｈｏｎｇｘｉａ。，　Ｙａｏ　Ｚｈｉｂｉｎ。　

（１．Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍｓ　ａｎｄ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　

ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００５４，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｃｈｅｎｇｄｕ　Ｓｉｎｏ　Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ　Ｌｔｄ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００４１，Ｃｈｉｎａ；　

３．Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ　ａｎ　７１００２４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｓｉｎｇｌｅ　ｅｖｅｎｔ　ｅｆｆｅｃｔｓ（ＳＥＥｓ）ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｎ　ａ　ｓｔａｔｉｃ　ｒａｎｄｏｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ（ＳＲＡＭ）一ｂａｓｅｄ　ＦＰＧＡ　ｗｉｔｈ　１００　ｋ　ｓｙｓ　

ｔｅｒｎ　ｇａｔｅｓ　ｕｓｉｎｇ　ｃａｌｉｆｏｒｎｉｕｍ一２５２（。　Ｃｆ）ａｎｄ　ｔｈｅ　ＨＩ一１３　ｔａｎｄｅｍ－ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ　ａｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｃ　ｓｉｎｇｌｅ　ｅ—　

ｖｅｎｔ　ｕｐｓｅｔ（ＳＥＵ）ｃｒｏｓｓ—ｓｅｃｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｌｉｎｅａｒ　ｅｎｅｒｇｙ　ｔｒａｎｓｆｅｒ（ＬＥＴ）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｅｖｅｎｔ　ｌａｔｃｈｕｐ（ＳＥＬ）ｗｅｒｅ　ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ　

ｃｏｍｐａｒｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ＳＥＵ　ｃｒｏｓｓ—ｓｅｃｔｉｏｎｓ　ｕｓｉｎｇ　Ｃｆ　ｗｅｒｅ　ａｎ　ｏｒｄｅｒ　ｏｆ　ｍａｇｎｉｔｕｄｅ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｏｎｅｓ　

ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｃｅｅｌｅｒａｔｏｒ．ＳＥＬ　ｗａｓ　ｎｏｔ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ＦＰＧＡ　ｗａｓ　ｅｘｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ。　Ｃｆ，ｗｈｉｌｅ　ＳＥＬ　ＬＥＴ　ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｍｅａｓ—　

ｕｒｅｄ　ｗｈｅｎ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｈｅａｖｙ—ｉｏｎ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　Ｃｆ　ｉｓ　ｎｏｔ　ａｎ　ｉｄｅａｌ　ｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｔｏ　ｔｅｓｔ　ＳＥＬ　ｏｆ　ＣＭＯＳ　ｃｉｒｃｕｉｔｓ　ｆａｂｒｉ　

ｃａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｆｏｒ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐａｃｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｉｅｌｄ　ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｇａｔｅ　ａｒｒａｙ；ｓｉｎｇｌｅ　ｅｖｅｎｔ　ｅｆｆｅｃｔ；ｃａｌｉｆｏｒｎｉｕｍ一２５２；ｈｅａｖｙ－ｉｏｎ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ；ｌｉｎｅａｒ　ｅｎｅｒｇｙ　

ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ