180 nm CMOS微處理器輻照損傷劑量的實驗研究

摘要：以180 nm互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工藝制造的STM32微處理器為實驗對象,設計了由被測最小系統電路、劑量計、通訊電路和上位機組成的總劑量效應實驗條件。利用^60Co源分別在63.3 Gy(Si)?h^?1和101.2 Gy(Si)?h^?1劑量率下,對14個實驗樣品進行了在線輻照,通過數據校驗實時判斷受照樣品的功能運行狀態;在227.2~855.0 Gy(Si)累積劑量范圍內,對75個實驗樣品進行了離線輻照,對比樣品受照前后的功能運行狀態。實驗結果表明:片內FLASH存儲器是STM32微處理器中最先損傷的硬件單元;受照前后,STM32微處理器各引腳的對地阻抗以及片內模擬數字轉換器輸出值基本無變化,功耗電流略有增加。63.3 Gy(Si)?h^?1和101.2 Gy(Si)?h^?1在線照射條件下輻照損傷劑量分別為(235.4±16.4)Gy(Si)和(197.4±13.0)Gy(Si);離線照射條件下的輻照損傷劑量介于391.5~497.6 Gy(Si)之間。