静态随机存取存储器(SRAM)电路的失效是极小概率事件, 并且不同电路条件下的失效区域边界可能相距很远。因此, 为了更高效地获得更精准的SRAM成品率预测结果, 提出一种基于正交匹配追踪(OMP)算法的SRAM性能分组建模方法, 并应用于典型SRAM电路成品率的预测。此方法主要根据不同SRAM电路条件下失效区域边界距离的差异将仿真数据划分为多组, 之后利用OMP算法对不同组的数据分别建立多项式模型, 该模型可用于对SRAM电路的成品率进行快速分析预测。与标准蒙特卡洛统计算法及基于OMP的单一建模方法相比, 基于OMP的分组建模方法不仅可以缩短建模时间, 提高建模准确度, 还能够获得更加精确的SRAM成品率预测结果。

为研究互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺静态随机处理内存(SRAM)脉冲中子辐射效应机理，对SRAM 翻转效应进行了蒙特卡罗模拟。该模拟基于脉冲中子辐照下SRAM 翻转是单粒子翻转的叠加的假设，计算了单位翻转和伪多位翻转在总翻转数中的百分比。在西安脉冲反应堆上对3 种特征尺寸商用SRAM 开展了脉冲工况实验研究，得到了单位翻转和伪2 位翻转数据，结合模拟结果分析了SRAM 在脉冲中子作用下的翻转机制。

中子是近地空间和核爆的主要辐射源之一，中子二次反应诱发的单粒子效应极大地影响了电子元器件的可靠性。本文针对商用体硅工艺静态存储器 (SRAM)单元提出了一种中子饱和翻转截面预测模型。通过一个电路级的仿真模型，对应于辐射作用距离的线性电荷沉积 (LET)效应可以通过基于 SPICE仿真曲线来表现，进而用来预测翻转截面。该方法简单有效，预测结果与 130 nm体硅工艺的中子实验结果吻合。

随着航天技术的发展，嵌入式系统设计在航天上得到了越来越广泛的应用。静态随机存储器(SRAM)作为使用最为广泛的存储器之一，由于其高速低功耗的优良特性，在航天领域被广泛使用。目前，其功能测试还依赖于通过使用 VHDL/Verilog编写测试端口来完成，不仅开发效率低，而且很难保证测试结果的可靠性。本文提出了一种通过嵌入式开发的方式完成对静态随机存储器(SRAM)功能测试的方法，测试方法基于可复用的 IP技术，大大提高了测试数据传输效率。通过这种方法， SRAM测试系统的二次开发基于应用层而不是底层逻辑层，大大简化了系统设计。这样不仅提高了测试效率，而且具有较好的可靠性、可配置性以及可移植性，大大降低了系统的研发成本。测试系统的可行性和有效性已经得到了实验验证。

回顾了中子单粒子研究的国内外发展情况，介绍了近几年西北核技术研究所在西安脉冲堆开展的低能中子单粒子效应研究进展。比较了稳态与脉冲工况下中子单粒子效应的异同性；分析了含有SRAM结构器件随着特征尺寸的减小，中子单粒子效应敏感性加剧的物理机制。分析认为目前中子单粒子效应已成为小尺寸大规模互补金属氧化物半导体器件的主要中子效应表现；中子辐射效应研究中，除了位移损伤效应以外还必需重视由中子电离造成的中子单粒子效应。

分析了核裂变与聚变情况下,典型能量的中子与半导体器件反应,所产生的次级粒子及其能谱分布.根据中子所能导致的最恶劣情况,讨论了65 nm工艺尺寸下,半导体静态存储器的单粒子效应,并给出了TCAD仿真的结果.结果显示,商用6管单元难以避免中子单粒子效应的发生.双互锁存储单元(DICE)结构在高密度设计时,也由于电荷共享效应,发生了单粒子翻转.由于电荷共享效应难以用SPICE仿真的方法得到,TCAD仿真更适用于中子单粒子免疫的SRAM设计验证.最后,讨论了65 nm工艺下,中子单粒子免疫的SRAM设计,指出6管单元加电容的方式,可能是更有竞争力的方案.

建立了中子单粒子翻转可视化分析方法,对不同特征尺寸(0.13~1.50 μm)CMOS工艺商用随机静态存储器(SRAM)器件开展了反应堆中子单粒子翻转效应的实验研究,获得了SRAM器件的裂变谱中子单粒子翻转截面随特征尺寸变化的变化趋势。研究结果表明:SRAM器件的特征尺寸越小,其对低能中子导致的单粒子翻转的敏感性越高。

在调研静态随机访问存储器型现场可编程门阵列(FPGA)器件空间辐照效应失效机理的基础上,详细论述FPGA辐照效应测试系统内部存储器测试、功能测试及功耗测试的实现原理,给出了系统的软硬件实现方法。所建立的系统可以测试FPGA器件的配置存储器翻转截面、块存储器翻转截面、功能失效截面、闭锁截面等多个参数,其长线传输距离达到50 m以上,最大可测门数达到了100万门,为FPGA辐照效应研究提供了测试平台。