中国电子科技集团公司第二十四研究所, 重庆 400060
为满足航天电子系统对高速高精度16位A/D转换器的需求, 设计了一种流水线型16位80 MSPS A/D转换器, 内核采用“3+4+3+3+3+3+3”七级流水线, 前端缓冲器用于减小第一级MDAC采样网络回踢信号对A/D转换器线性度的影响。采用环栅器件、N+/P+双环版图等设计加固技术。A/D转换器采用018 μm CMOS工艺, 工作电源电压为33 V和18 V, 在时钟输入频率为80 MHz和模拟输入频率为361 MHz时, ADC的功耗≤11 W、信噪比SNR≥738 dB、无杂散动态范围SFDR≥88 dBFS。电离总剂量150 krad(Si)辐照后, ADC的信噪比SNR变化量≤03 dB、无杂散动态范围SFDR变化量≤1 dB; Bi离子辐照下ADC的电流增加≤4 mA。
模数转换器 流水线 缓冲器 信噪比 无杂散动态范围 总剂量 单粒子锁定 analog to digital converter pipelined buffer signal-to-noise ratio spurious free dynamic range total ionizing dose single-event latch up
空军工程大学 航空机务士官学校, 河南 信阳 464000
工艺差异引起的Fin结构变化会造成纳米FinFET器件呈现不同的电学特性，使器件的单粒子瞬态效应(SET)复杂化。基于电学特性校准的14 nm SOI 标准型FinFET器件，构建了弹头型、三角型、阶梯型、半圆型及底部椭圆型等5种结构，分析了SET的表征量与Fin结构参数间的相关性，并利用灰色理论，研究了它们之间的内在关联性。结果表明，器件的收集电荷量、沉积电荷量与Fin的截面积显著相关；SET电流峰值、电子-空穴对产生率峰值及双极放大系数同时依赖于Fin的截面积和等效沟道宽度，且对等效沟道宽度的依赖性更强。
单粒子瞬态 Fin结构 相关性 工艺差异 FinFET FinFET single event transient fin structure correlation process variation
强激光与粒子束
2023, 35(9): 096002
中国原子能科学研究院 国家原子能机构抗辐照应用技术创新中心北京 102413
空间环境中存在大量的高能粒子，单个高能粒子穿过航天器壳体轰击到电子器件，引发器件逻辑状态翻转、功能异常等单粒子效应，进而影响航天器的可靠运行和任务达成。基于地面加速器辐照试验模拟空间单粒子效应是评估电子器件在空间应用时发生单粒子错误风险的重要手段，只有其抗单粒子效应的指标符合宇航应用要求的器件才能在航天器中使用。航天器面临的空间辐射粒子主要是重离子和质子，它们诱发的单粒子效应也最为显著。开展宇航器件单粒子效应地面模拟试验主要依托重离子加速器和质子加速器，为满足单粒子试验需求，需要研发大面积束流扩束及均匀化、高精度束流快速诊断等技术，以及满足大批量试验任务需求的高效试验终端，重点介绍中国原子能科学研究院的基于加速器的重离子单粒子效应模拟试验技术、质子单粒子效应模拟试验技术和用于器件辐射损伤敏感区识别的重离子微束技术，以及上述技术在宇航器件单粒子效应风险评估中的应用。
空间辐射 单粒子效应 模拟试验 Space radiation Single event effects Simulation test
1 北京微电子技术研究所北京 100076
2 中国航天科技集团有限公司抗辐射集成电路技术实验室 北京 100076）3（中国原子能科学研究院核物理所北京 102413
3 Institute of Nuclear Physics, China Institute of Atomic Energy, Beijing 102413, China
航天集成电路是空间电子系统的核心部件，抗辐射加固技术是保障航天集成电路在空间环境可靠工作的核心技术。随着电路特征尺寸缩小至纳米尺度，单粒子效应逐渐成为制约航天集成电路抗辐射能力的最主要因素。北京微电子技术研究所团队以设计加固方式作为航天集成电路抗辐射研制技术路线，基于在重离子加速器上获取的大量单粒子试验数据，提出新工艺新器件的单粒子效应试验评估新方法，开展测试分析技术和辐射效应规律研究，为加固技术研究提供准确基础信息，检验设计加固技术有效性，揭示单粒子辐射损伤机制，为优化加固提供指导，最终形成高可靠、长寿命航天集成电路产品提供了关键支撑。
航天集成电路 单粒子效应 抗辐射设计加固 辐射试验 Aerospace integrated circuit Single-event effect Radiation hardened by design Radiation test 强激光与粒子束
2023, 35(5): 059001
西安邮电大学网络空间安全学院，陕西 西安 710121
目前，量子行走已广泛应用于量子计算和量子模拟中，并可应用于量子隐形传态中。提出了一种基于量子行走的电子支付协议。在协议中，买家基于可信第三方平台，将部分购物信息通过量子行走传送给银行和商家，完成一次网络购物。此协议将量子行走与电子支付相结合，使参与方仅需制备单光子便可以得到所需的纠缠资源，便于量子态的制备和实现。同时，协议不仅满足购物清单对银行保密，还实现了购买者的部分私人信息对商家保密，提高了隐私保护能力。最后的安全性分析表明，该协议可以抵御内部和外部攻击，对于当前技术是安全可行的。
量子光学 量子密码 量子行走 电子支付 隐形传态 单粒子
1 云南师范大学 能源与环境科学学院, 昆明 650500
2 中国电子科技集团公司 第二十四研究所, 重庆 400060
对基于GaN的DC/DC变换器进行了总剂量、单粒子及耦合辐照效应研究,讨论了DC/DC变换器在特定负载及电压条件下,输出电压、输出电流、输出效率随不同辐照条件的变化。试验结果表明,使用GaN MOSFET开关管的DC/DC变换器在总剂量、单粒子及耦合辐照条件下,均表现出了优异的抗辐照性能,即输出电压、输出电流、输出效率等性能在三种辐照条件下均没有发生明显的退化。该DC/DC变换器实现了抗总剂量辐照能力大于1 kGy(Si)和抗单粒子LET≥75 MeV·cm2·mg-1,表明使用基于GaN的DC/DC变换器未来可广泛应用于航空、航天等供电系统领域。
DC/DC变换器 总剂量辐照 单粒子辐照 辐射损伤效应 DC/DC converter total dose irradiation single event effect radiation damage effect
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院空间光电精密测量技术重点实验室, 成都 610209
为了提高星敏感器在遭受单粒子效应打击情况下的质心提取精度, 提出了一种基于点扩散函数参考模型的在轨校正方法。通过构建星点参考模型及残差校正, 该方法能有效去除单粒子噪声, 校正噪声星点形态, 降低星点质心定位误差。与传统去噪算法相比, 该方法能在有效去噪的同时保护星点能量不被破坏。通过仿真实验验证了该算法抗单粒子效应的有效性, 通过对比实验验证了该算法相比传统算法的优越性。
星敏感器 单粒子效应 质心提取 星点矫正 点扩散函数 star sensor single event effect centroid extraction navigation star correction point spread function
1 中国科学院大学 微电子学院, 北京 100029
2 中国科学院 微电子研究所, 北京 100029
3 淄博美林电子有限公司, 山东 淄博 255000
利用TCAD Sentaurus模拟仿真软件，研究分析了三种不同结构的槽栅型1 200 V SiC MOSFET单粒子响应特性，器件包括传统单沟槽MOSFET、双沟槽MOSFET和非对称沟槽MOSFET结构。仿真结果表明，双沟槽MOSFET的抗单粒子特性优于其它两种结构器件。通过分析可知，双沟槽MOSFET结构的优越性在于有较深的源极深槽结构，有助于快速收集单粒子碰撞过程产生的载流子，从而缓解大量载流子聚集带来的内部电热集中，相比其它两种结构能有效抑制引起单粒子烧毁的反馈机制。
碳化硅场效应晶体管 单粒子效应 槽栅型结构 电热反馈 SiC MOSFET single event burnout trench gate structure electrothermal feedback
