本文基于器件模拟软件TCAD(technology computer aided design)和蒙特卡罗工具包Geant4形成了一套评估SRAM单粒子翻转的方法。本文利用该方法获得0.18um SRAM重离子和质子单粒子翻转截面,分析了电荷分享对单粒子多位翻转的影响,并结合静态辐射环境模型预测不同型号SRAM在不同屏蔽下的单粒子在轨翻转率。本文的主要工作概况如下:1.基于TCAD和蒙特卡罗工具包Geant4代替地面模拟实验完成了SRAM的单粒子翻转评估。本文利用TCAD模拟不同LET粒子入射SRAM灵敏节点以及周围区域,获得最小翻转阈值、饱和截面等单粒子效应相关参数,应用Weibull函数拟合得到重离子的σ-LET曲线。采用Geant4模拟质子与硅的核反应,记录次级粒子在灵敏体积内的能量沉积,结合重离子的σ-LET曲线,最终获得质子的单粒子翻转截面。2.本文针对TSMC 0.18um CMOS工艺分析了高能粒子入射漏区以及周围区域时,NMOS管的电荷分享和电荷收集情况,并定量评估了节点隔离对电荷分享的影响。研究结果表明器件周围的区域比漏区更容易诱发多位翻转,因为高能粒子在器件周围区域产生的电子-空穴对在扩散作用下更容易到达各相邻灵敏单元,进而诱发多位翻转,节点隔离可以抑制电荷在相邻灵敏单元间的扩散,能够有效的降低电荷收集和多位翻转。3编写了基于Geant4的多层屏蔽分析软件和在轨翻转率预测软件。多层屏蔽分析软件允许用户自定义材料,记录穿透屏蔽材料的粒子能谱。在轨翻转率计算程序通过计算粒子在器件灵敏单元中的能量沉积,结合地面模拟实验或TCAD模拟获得的σ-LET曲线,最终获得器件的单粒子在轨翻转率。