前言

自卫星首次出现异常错误以来，人们逐渐重视辐射效应的研究。器件及电路的空间辐射效应研究属于核科学、材料学、电子学等的交叉学科，是集成电路和系统抗辐射加固设计的前提与基础，是航天大国和军事大国研究的重点与热点。

随着空间技术、航空航天技术、核工业技术、微纳电子技术等的迅速发展，越来越多的先进电子器件已应用到空间辐射环境中，这些电子器件将遭受空间高能粒子辐射的严峻考验，极大地威胁着系统的可靠性。因此，为保证电路及系统在辐射环境下高可靠性地正常工作，迫切需要开展辐射效应机理研究，为抗辐射加固设计及应用提供理论基础和技术支撑。随着技术节点的不断缩减，器件尺寸减小、电源电压降低、工作频率提高、结点电容减小、电路集成度增加，对纳米 CMOS 工艺器件及其电路的辐射效应研究提出了新挑战。目前，国内还缺少系统介绍纳电子器件的辐射效应分析、设计等方面的教材或专著。著者在课题组长期积累的研究成果基础上，从辐射环境、电离损伤机理、器件辐射效应、辐射效应对电路的影响、可靠性评估及加固技术等方面，对纳米 CMOS 器件及电路的辐射效应进行了系统的总结与论述，最终形成了本书，可作为微纳电子学、航天电子、核与空间辐射、半导体物理和电子器件以及其他辐射效应建模、应用等领域相关教师、学生和科研人员在理论分析和建模仿真等方面的参考书。

全书共8章：第1章总体介绍纳米CMOS的辐射效应；第2章介绍辐射效应仿真的TCAD工具和使用的物理模型；第3章研究高能粒子入射材料的电离损伤机理；第4章研究FD-SOI及纳米线晶体管的总剂量效应与加固技术；第5章探讨SiC功率 VDMOSFET 的单粒子烧毁和单粒子栅穿效应与加固技术；第 6 章介绍纳米CMOS器件、FinFET器件的单粒子效应与加固技术；第7章探讨单粒子串扰、单粒子瞬态传播特性及其对电路的影响；第8章研究纳米CMOS电路在单粒子翻转和单粒子瞬态下的可靠性评估。第1章和第6～8章由刘保军撰写，第3～4章由刘小强撰写，第2章和第5章由刘忠永撰写；全书由刘保军统稿、审定。

在本书的撰写过程中，著者参考了大量国内外同行的文献、著作和研究成果，在此一并表示感谢。感谢研究团队和同事对本书内容提供的支持与帮助。感谢杨晓阔副教授及冯超文、崔焕卿、危波、李闯与李成博士生的研究工作对本书所作的贡献。感谢蔡理教授、康强副教授和朱静副教授对本书的润色与审校。

在本书出版之际，著者要衷心感谢国家自然科学基金项目（No.11975311、11405270、61172043）、陕西省自然基础研究计划重点项目（No.2011JZ105）等对本课题组的资助，是这些资助让我们能够毫无顾虑地在辐射效应领域进行探索和研究。

由于著者水平有限，书中难免存在不当或欠妥之处，敬请各位读者批评指正。

著者

2020年12月