GB∕T 44181-2024 空间环境 宇航用半导体器件在轨单粒子翻转率预计方法

空间环境宇航用半导体器件在轨单粒子翻转率预计方法2024-07-24发布2024-07-24实施I 1 13术语和定义 14缩略语 25原理 26流程 37空间带电粒子LET谱和质子能谱计算 57.1概述 5 57.3空间带电粒子能谱计算 5 68辐照试验数据处理分析 6 6 6 68.4质子单粒子翻转敏感参数获得 79单粒子翻转率预计 7 7 9 9 9Ⅲ本文件起草单位：中国空间技术研究院、国防科技大学、哈尔滨工业大学、北京微电子技术研究本文件主要起草人：孙毅、张洪伟、梅博、莫日根、于庆奎、魏志超、曹爽、唐民、朱恒静、1空间环境宇航用半导体器件在轨GB/T41206—2021空间环境(自然和人工)宇宙线和太阳能量粒子穿入磁层有效垂直地磁23.63.83.9IRPP:积分平行六面体(IntegratedRectRPP:平行六面体(RectangularParallelepiped)3b)进行在轨单粒子翻转率预计，应包括两种机制：重离子直接电离引起单粒子翻转、质子核反应c)器件总的在轨单粒子翻转率为重离子直接电离引发单粒子翻转率与质子核反应引发单粒子翻转4否是否RPP模型预计图2器件在轨单粒子翻转率预计流程56c)对于任务阶段跨越太阳活动高年和低年，或尚未确认任务周期的情况，如无其他规定，选用线，或单粒子翻转LET阈值和饱和截面。对质子单粒子试验数据进行处理分析，获得器件质子单粒子8.2.1原则上需要至少5个不同LET值粒子或5种不同能量质子辐照下的单粒子翻转截面数据进行曲8.2.2用于进行曲线参数拟合的单粒子翻转截面试验数据，其LET值或质8.2.3绘制器件单粒子翻转截面与LET值或质子能量的关系曲线，其中单粒子翻转截面单位的处理方a)对于未采用翻转加固设计的存储单元，绘制每存储位的单粒子翻σ(x)=σs(1-e-[k(X-xh))……………..(1)7LET(MeV·cm²/mg)b)单粒子试验最大LET值下的单粒子翻转截面为单粒子翻转饱和截面，敏感体横向尺寸通过单粒子翻转饱和截面近似得到，长度l和宽度w取相同值，见公式(2):敏感体厚度(h)根据器件实际有源区厚度及对电荷沉积的收集区域确定。若无法确定准确数据，一公式(1),在用于质子单粒子翻转截面曲线拟合时，x代表质子能量[单位为兆电子伏(MeV)],根据空间粒子LET谱和单粒子翻转敏感参数预计重离子直接电离8GB/T44181—20249.1.2直接电离在轨单粒子翻转率预计模型的选择根据重离子单粒子辐照数据的情况进行直接电离在轨单粒子翻转率预计模型的选择，方法如下。a)根据重离子单粒子辐照数据，采用Weibull分布函数拟合获得单粒子事件敏感参数的器件，采用IRPP预计模型进行在轨单粒子翻转率预计。IRPP预计模型见公式(3):——IRPP模型获得的直接电离单粒子翻转率，单位为次每位天[次/(bitod)]或次每器件天[次/(器件d)];ASD 器件单粒子敏感体积SV的表面积「A=2×(l×w+l×h+w×h)7.单位为平方厘米(cm²); 等于l×w,单位为平方厘米(cm²); 直接申离单粒子事件截面与LET的Weibull关系，单位为平方厘米每位——敏感体厚度，单位为厘米(cm); 带电粒子在敏感体中的路径长度，单位为厘米(cm)XiXMINXMAX 带电粒子LET值，单位为兆电子伏平方厘米每毫克(MeV·cm²/mg); (MeV·cm²/mg); 所有宇宙射线粒子可能有的最大LET值，单位为兆申子伏平方厘米每毫克b)根据重离子单粒子辐照数据，采用经验方法获得单粒子事件敏感参数的器件，选用RPP预计模型进行在轨单粒子翻转率预计，RPP预计模型见公式(4):AXD——RPP模型获得的直接电离单粒子翻转率，单位为次每位天[次/(bitod)]或次×h)7.单位为平器件单粒子敏感体积SV的表面积「A=2×(l×w+l×h+w方厘米(cm×h)7.单位为平带电粒子LET值，单位为兆电子伏平方厘米每毫克(MeV·cm²/空间带电粒子积分LET谱：D——带电粒子在敏感体中的路径长度，单位为厘米(cm)。9.1.3预计模型输入参数的确定9若无其他规定，采用公式(5)进行在轨单粒子翻转率预计。需要时，若无其他规定，