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| 內容簡介： |
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这本书的内容主要介绍了各类先进电子器件在辐射环境（航天，核物理等）下的行为及效应。辐射与物质的相互作用是一个非常广泛和复杂的课题。在这本书中，作者从各个不同的角度试图分析这个问题，目的是解释理解半导体器件、电路和系统在受到辐射时所观察到的退化效应的重要方面。内容包括目前国际上对于半导体器件辐射效应关注的各个方向，从传统的Si材料到新型的纳米晶体，从传统的CMOS工艺到新型的薄膜SOI工艺，从器件工艺到结构设计，各类内容均有涉及。本书中各类新兴的探测器技术、电路设计技术、新材料和创新的系统方法都是由业界和学术界的国际专家探索研究的，具有重要的学术价值，可以作为研究生课程的推荐阅读和补充材料。
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| 關於作者： |
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Krzysztof Iniewski，男，kris.iniewski@gmail.com职务职称：博士，总经理工作单位：R&D at Redlen Technologies公司，加拿大研究方向：半导体材料与器件Krzysztof Iniewski于1988年获得波兰华沙华沙理工大学电子博士学位（荣誉学位），目前在加拿大英属哥伦比亚省的一家初创公司Redlen Technologies Inc.管理研发芯片开发活动。他的研究兴趣是用于医疗和安全应用的超大规模集成电路。2004年至2006年，他是加拿大艾伯塔大学埃德蒙顿分校电气工程和计算机工程系的副教授，从事低功耗无线电路和系统的研究。在阿尔伯塔大学任职期间，他撰写了《新兴无线技术：电路、系统和设备》（CRC出版社，2007年）一书。1995年至2003年，他在PMC Sierra任职，并担任各种技术和管理职位。在加入PMC Sierra之前，从1990年到1994年，他是多伦多大学电气工程和计算机工程系的助理教授。他在国际期刊和会议上发表了100多篇研究论文。他在美国、加拿大、法国、德国和日本拥有18项国际专利。他与Carl McCrosky和Dan Minoli合著了《数据网络VLSI和光纤》（Wiley，2007）。他还是《新兴技术电路》（CRC出版社，2008年）的编辑。刘超铭，男，1986年生人，2013年毕业于哈尔滨工业大学，授予工学博士学位，2013年至2017年，哈尔滨工业大学，任讲师，2017年至今，任副教授。自2008年以来，针对空间电子材料和器件效应科学与技术基础研究方向，紧密围绕北斗导航卫星等型号任务需求，进行了5大类50余个型号的电子元器件辐射损伤效应及抗辐照加固技术研究。
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| 目錄：
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目 录第1章 硅的辐射损伤11.1 引言11.1.1 表面损伤11.1.2 体损伤11.2 IR与Neff的退火效应31.2.1 硅中的掺杂51.2.2 电荷俘获与收集51.3 硅探测器抗辐射强度评估71.3.1 硅探测器与高能物理实验：一个成功的范例71.3.2 硅探测器的抗辐射加固设计81.3.3 n侧信号读取传感器的辐射限度101.3.4 探测器厚度变化的影响121.3.5 强辐射下标准型和薄型硅传感器的反向电流141.3.6 不同单晶硅的辐射耐受性161.4 退火效应181.5 结论：ATLAS示例案例20参考文献20第2章 用于多类型辐射检测的抗辐射CMOS单光子成像仪242.1 引言242.2 固态单光子探测像素252.3 CMOS工艺APD和SPAD262.3.1 基本结构设计262.3.2 快速淬灭和恢复272.3.3 小型化的重要性282.4 抗辐射SPAD的制备与测试28参考文献35第3章 氢对场氧化物场效应晶体管和高K电介质的辐射响应403.1 引言403.2 本底1/f噪声403.3 实验细节413.4 结果和讨论423.4.1 电学测试423.4.2 噪声测量433.5 高K电介质453.6 总结48参考文献49第4章 基于薄膜SOI技术的SiGe HBT中的新型总剂量和重离子电荷收集现象564.1 引言564.2 器件结构与基本原理584.3 辐射效应604.4 单粒子翻转仿真分析664.5 结论68参考文献68第5章 标准CMOS技术中的抗辐射加固设计的参考电压和电流725.1 引言725.2 带隙参考电路的抗辐射设计方法725.3 典型的CMOS带隙电压求和基准745.4 抗辐射加固设计的参考电压755.5 抗辐射加固设计的参考电流785.6 结论80参考文献80第6章 纳米晶体存储器：闪存缩放和一级耐辐射器件的发展历程826.1 引言826.2 闪存（Flash）836.2.1 闪存概述836.2.2 闪存基础知识836.3 纳米晶体存储器896.3.1 概述896.3.2 Si纳米晶体存储器的实现916.3.3 纳米晶体存储单元926.3.4 多兆位阵列中的纳米晶体工艺集成966.4 辐射对非易失性存储器的影响986.4.1 NVM辐射效应概述986.4.2 纳米晶体存储器的辐射效应1026.4.3 纳米晶体存储器（NCM）与浮栅（FG）存储器的抗辐射特性1086.5 结论110参考文献111第7章 抗TID效应和SEE的SRAM抗辐射加固技术1187.1 概述1187.1.1 集成电路设计中的嵌入式SRAM1187.1.2 空间辐射环境及其影响1187.2 抗辐射加固设计（RHBD）1197.2.1 总电离剂量（TID）效应1207.2.2 SRAM中的单粒子效应（SEE）1207.3 SRAM设计中的抗辐射加固技术1237.3.1 SRAM单元的读写裕度1237.3.2 反向体偏置1257.3.3 RHBD SRAM单元设计1257.4 SRAM测试结构1277.5 TID效应测试结果1287.5.1 VDD偏置对TID效应的影响1307.5.2 TID对单元读写裕度的影响1307.5.3 类型4单元1327.5.4 具有RBB的类型1单元的阵列设计注意事项1327.5.5 具有RBB的类型1单元的晶体管级测量1347.5.6 测试SRAM的设计和实验1347.5.7 具有RBB的类型1单元的SRAM测量1357.5.8 90 nm晶体管级响应1387.6 未加固的SRAM中的单粒子效应（SEE）1397.7 单粒子效应（SEE）的缓解1417.7.1 具有RBB + SC和SEE缓解的130 nm SRAM设计1417.7.2 SRAM列电路1437.7.3 具有RBB+SC的SRAM操作1447.7.4 SEE的实验测量1447.8 总结148参考文献149第8章 超深亚微米CMOS技术工艺SRAM中的多次翻转完整指南1538.1 引言1538.2 实验设备的细节1548.2.1 关注测试算法对统计多次翻转的重要性1548.2.2 实验设备1558.2.3 被测器件1568.3 实验结果1578.3.1 MCU作为辐射源的函数1588.3.2 MCU作为阱工程的一个功能——三阱的使用1588.3.3 MCU作为倾斜角的函数（重离子实验）1598.3.4 MCU作为工艺特征尺寸的函数1608.3.5 三阱对MCU的影响1618.3.6 MCU与电源电压的关系1618.3.7 MCU与温度的关系1628.3.8 MCU与位单元架构的关系1628.3.9 在LANSCE和TRIUMF上测试MCU率1638.3.10 MCU与衬底的关系（体硅与SOI的比较）1648.3.11 MCU与测试模式的关系1648.4 MCU的3D TCAD建模1658.4.1 三阱技术中的双极性效应1668.4.2 先进工艺的精确敏感区域1688.5 一般结论：驱动MCU灵敏度的参数排序1718.6 附录172参考文献174第9章 先进SRAM的实时软错误率特性1779.1 引言1779.2 测试平台和环境1789.2.1 ASTEP1789.2.2 LSM实验室1819.3 实验细节1819.3.1 测试的器件1819.3.2 硬件装置1829.3.3 测试程序1849.4 实验结果1849.4.1 实时测量1859.4.2 加速测试1879.5 数据分析和讨论1889.5.1 65 nm工艺器件实时测试与加速测试的对比1889.5.2 65 nm与130 nm工艺技术对比1889.5.3 65 nm和130 nm工艺器件的α粒子发射率估算1899.5.4 小结1909.6 结论191致谢191参考文献192第10章 基于SRAM的FPGA容错技术和可靠性建模19510.1 引言19510.2 FPGA辐射效应19510.2.1 破坏性单粒子效应19610.2.2 非破坏性单粒子效应19610.2.3 FPGA中的单粒子效应19710.3 SEU的检测和校正技术19710.3.1 配置擦除（内存清理）19710.3.2 重复比较19810.4 SEU诱发错误的缓解技术19810.4.1 三模冗余19910.4.2 时间冗余20010.4.3 状态机编码20210.4.4 四重逻辑20310.5 可靠性模型20510.5.1 估计每个擦除周期的翻转概率20610.5.2 估计每个擦除周期的故障概率20610.5.3 案例研究20710.6 结论210致谢211参考文献211第11章 在基于SRAM的FPGA中确保性能稳定的三模冗余保护电路21411.1 引言21411.2 FPGA的SEU和MBU数据概述21511.3 FPGA电路的TMR保护21811.3.1 电路设计问题21811.3.2 设计约束问题21911.3.3 结构布局对电路设计的影响22011.4 域交叉故障22011.4.1 测试方法与装置22111.4.2 测试结果22411.4.3 结果分析22411.5 单位翻转、多位翻转和电路设计有效性的检测22811.5.1 相关工作22911.5.2 STARC概述23011.5.3 案例研究：区域限制下的可靠性问题23211.6 结论234参考文献234第12章 抗SEU/SET锁相环23712.1 引言23712.2 表决异步信号23712.3 稳定的PLL：使相位引起的表决错误小化23912.4 PLL组件的SEU/SET特性24412.4.1 环形VCO24512.4.2 分频器24612.4.3 Σ-Δ N分频器24612.4.4 相位?频率检测器24612.4.5 电荷泵24712.4.6 环路滤波器24812.5 对PLL使用冗余表决技术24912.5.1 输出表决法25012.5.2 VCO表决法25112.6 结论252参考文献253第13章 半导体集成电路中辐射诱导瞬态的自主检测与表征25513.1 引言25513.2 软错误25613.3 单粒子瞬态和逻辑软错误25613.3.1 逻辑电路中的单粒子效应25613.3.2 逻辑软错误的扩展趋势25713.3.3 前期SET表征25913.4 自主脉冲宽度表征26013.4.1 通过一系列反相器的瞬态传播26013.4.2 自触发瞬态捕获26113.4.3 脉冲捕获电路设计26213.4.4 脉冲捕获仿真结果26313.4.5 测试芯片设计26413.5 重离子测试结果26613.5.1 130 nm工艺重离子测试26713.5.2 90 nm工艺重离子测试26913.5.3 基于重离子实验结果的技术趋势27113.6 中子和α粒子诱导的瞬态27213.6.1 中子诱导的SET的脉冲宽度27213.6.2 α粒子诱导的SET的脉冲宽度27313.6.3 中子和α粒子的FIT率27413.7 总结276参考文献276第14章 数字电路中的软错误27914.1 引言27914.2 电子器件的辐射效应27914.2.1 非破坏性故障27914.2.2 破坏性故障28014.2.3 累计故障28014.3 软错误下集成电路性能的预测方法28114.3.1 基于仿真的故障注入（SBFI）28214.3.2 硬件故障注入（HWFI）28214.3.3 软件实现的故障注入（SWIFI）28314.3.4 基于混合模型的技术：硬件仿真28314.4 电子器件抗辐射技术：抗辐射加固28314.4.1 减少电荷产生与积累的过程28514.4.2 减少SET的产生和传输28514.5 电子器件中的故障容错技术28514.5.1 空间冗余28614.5.2 时间冗余28614.5.3 信息冗余28614.6 数字滤波器的专门保护技术28714.6.1 种情况（低保护要求）28914.6.2 第二种情况（平均保护要求）29014.6.3 第三种情况（高保护要求）29014.6.4 保护技术评估29314.6.5 与TMR的比较29514.7 结论296参考文献297第15章 可靠性分析中的故障注入技术综述30115.1 引言30115.2 故障注入系统概述30215.3 基于模拟的故障注入30415.3.1 使用系统级模拟的故障注入实例30515.3.2 使用寄存器传输级模拟的故障注入实例30615.3.3 基于模拟
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