Altera SRAM型FPGA器件总剂量辐射损伤及退火效应

为了考核FPGA器件空间使用时的抗辐射能力,对Altera SRAM型FPGA器件60Coγ辐照后的总剂量辐射损伤效应及退火效应进行了研究。通过不同模块实现相同的分频功能,比较了不同模块输出波形随总剂量、退火时间的变化关系;通过实现不同源程序所需的模块不同,比较了不同模块、不同源程序功耗电流随总剂量、退火时间的变化关系。分析了功耗电流在不同退火温度下恢复的原因,讨论了不同退火温度下功耗电流恢复幅度的差异。测量了输出端口的高低电平,分析了高低电平随总剂量、退火时间的变化关系。实验结果表明:氧化物正电荷的退火导致了不同退火温度下的功耗电流的恢复,并且浅能级亚稳态的氧化物正电荷的数量多于深能级氧化物正电荷的数量;随着退火时间的增加,功能恢复为突变过程,而功耗电流的恢复为渐变过程。

CMOS SRAM总剂量辐射及退火效应研究

对1 Mbits的静态随机存储器(SRAM)进行了总剂量辐照及退火试验,试验结果表明:静、动态功耗电流均随总剂量增加而显著增大;静态功耗电流的退化与功能失效有密切相关性,非常适合作为辐射环境下器件功能失效的预警量;SRAM的读写出错数存在辐射剂量阈值,超过阈值时出错数便会指数增加;退火过程可以使器件参数恢复到初始值附近,其中高温退火对出错数的恢复作用更加明显。