集成电路是每个航天器件的核心,其准确度和性能直接决定了航天器件的安全性和适用性。随着集成电路的尺寸逐渐缩小,并且未来对航天器件的工作性能和工作时间要求越来越严格,电路芯片的抗辐照能力将会成为关键因素之一。电路集成度提高的同时,单粒子瞬态效应(Single Event Transient,SET)变得日益重要。由SET引起的电压电流的扰动,也有可能造成多种单粒子效应发生。根据调研可知,工艺水平正在快速更新换代,电路的规模日益扩大,SET诱发的软错误频繁发生,现已经变成电路失效的主要辐射效应。本文基于65nm体硅CMOS工艺,研究分析了 SET造成的软错误,并针对SET提出了有效的加固方法。仿真结果表明本文提出的新型加固方法可以显著的降低SET的脉冲幅值,进而大幅度降低了由SET诱发的软错误率,对集成电路有关抗辐照设计提供了理论性的指导。本文核心内容如下:1.借鉴国内外有关抗辐射的研究结论,本文对单粒子瞬态效应的产生机理和传播特性做了深入分析,总结了目前常用的几种单粒子瞬态效应的模拟方法。2.为了准确评估单粒子瞬态,必须深入器件内部进行研究。所以对器件进行搭建物理模型是很有必要的。采用物理模型有许多优点,最重要的就是深度的物理相似度可以保证搭建起来的器件模型非常的精准。本文通过TCAD软件进行对单管建模,然后与HSPICE模型进行校准,其中HSPICE选用的是SMIC公司所提供的同工艺模型,最终得到所需的三维器件模型,在器件建模成功后采用TCAD工具进行器件的模拟仿真,仿真选用的是重离子入射。本节后续研究分析了单管在不同线性能量传输(LET)值和不同电源电压的条件下的瞬态电流特性。3.已有SET加固方法主要是调节恢复管的尺寸来实现加固,本文在此基础上提出了新的加固结构,该结构由四个晶体管组成,主要利用一个NMOS晶体管进行下拉,改善SET脉冲波形。为了将低功耗和实际辐射环境多变性考虑其中,本文以面积和驱动等效为前提,在不同的入射能量、入射角度和电源电压下分别进行模拟仿真,与先前加固方法进行对比。结果表明这种加固方法对SET脉冲进行了显著的改善,达到了预期加固的效果。