辐射效应指的是辐射与物质相互作用产生的现象。为揭示电子器件中的辐射效应机理规律，探寻有效的抗辐射加固手段，科研工作者将辐射效应仿真视作一种有用的研究方法。本书主要介绍总剂量效应仿真技术、单粒子效应仿真技术、位移损伤仿真技术、瞬时剂量率效应仿真技术、辐射效应仿真软件等内容，给出粒子输运仿真、器件级仿真、电路级仿真等不同层级仿真手段在辐射效应研究中的应用案例。

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国家自然科学基金重大项目纳米器件辐射效应机理及模拟试验关键技术，编号11600040，参与人

目录
丛书序
前言
第1章 绪论 1
1.1 辐射环境与效应 1
1.1.1 空间辐射环境与效应 1
1.1.2 核辐射环境与效应 3
1.2 辐射效应评估手段 4
1.2.1 辐射效应试验 4
1.2.2 辐射效应仿真 10
1.3 辐射效应仿真技术 10
1.4 小结 13
参考文献 14
第2章 总剂量效应仿真技术 16
2.1 总剂量效应物理过程 16
2.2 总剂量效应器件级仿真 20
2.2.1 总剂量效应器件级仿真基本流程 20
2.2.2 小尺寸器件总剂量效应作用机制研究 25
2.2.3 总剂量效应对单管独立性的影响研究 30
2.2.4 辐照偏置对总剂量效应敏感性的影响研究 33
2.3 总剂量效应电路级仿真 36
2.3.1 总剂量效应电路级仿真基本流程 36
2.3.2 基准源电路总剂量效应研究 47
2.3.3 SRAM型FPGA总剂量效应研究 49
2.4 小结 54
参考文献 54
第3章 单粒子效应仿真技术 57
3.1 单粒子效应物理过程 57
3.2 单粒子效应粒子输运仿真 60
3.2.1 单粒子效应粒子输运仿真基本流程 60
3.2.2 重离子核反应对SRAM器件SEU截面的影响研究 62
3.2.3 不同种类粒子引发的单粒子效应敏感性差异研究 64
3.3 单粒子效应器件级仿真 66
3.3.1 单粒子效应器件级仿真基本流程 66
3.3.2 有源区形状尺寸变化对单粒子效应敏感性的影响研究 70
3.3.3 单粒子栅穿随工艺尺寸减小的趋势性变化研究 76
3.3.4 累积辐照对单粒子翻转敏感性的影响研究 81
3.4 单粒子效应电路级仿真 86
3.4.1 单粒子效应电路级仿真基本流程 86
3.4.2 驱动能力对标准单元单粒子效应敏感性的影响研究 106
3.4.3 版图结构对标准单元单粒子效应敏感性的影响研究 112
3.4.4 重离子斜入射对标准单元单粒子效应敏感性的影响研究 114
3.5 单粒子效应系统级仿真 123
3.5.1 单粒子效应系统级仿真基本思路 123
3.5.2 SRAM型FPGA单粒子功能中断截面评价 126
3.6 小结 131
参考文献 131
第4章 位移损伤仿真技术 135
4.1 位移损伤物理过程 135
4.2 位移损伤多尺度模拟方法 138
4.2.1 辐照诱发缺陷计算 138
4.2.2 缺陷演化和迁移研究 141
4.3 位移损伤粒子输运仿真 142
4.3.1 不同源引发的位移损伤差异研究 142
4.3.2 CMOS 图像传感器位移损伤研究 145
4.4 位移损伤器件级仿真 147
4.4.1 位移损伤器件级仿真基本流程 147
4.4.2 位移损伤诱发双极晶体管性能退化研究 148
4.4.3 位移损伤诱发CMOS 图像传感器性能退化研究 149
4.5 位移损伤电路级仿真 150
4.5.1 位移损伤电路级仿真基本流程 150
4.5.2 利用电路级仿真计算模拟电路位移损伤敏感性 151
4.6 小结 153
参考文献 153
第5章 瞬时剂量率效应仿真技术 155
5.1 瞬时剂量率效应物理过程 155
5.2 瞬时剂量率效应器件级仿真 157
5.2.1 瞬时剂量率效应器件级仿真基本流程 157
5.2.2 瞬时剂量率效应加固方法有效性验证 157
5.2.3 累积剂量影响瞬时剂量率效应的物理机制研究 159
5.3 瞬时剂量率效应电路级仿真 162
5.3.1 瞬时剂量率效应电路级仿真基本流程 162
5.3.2 典型数字电路瞬时剂量率效应敏感性计算 163
5.3.3 典型模拟电路瞬时剂量率效应敏感性计算 168
5.4 瞬时剂量率效应路轨塌陷现象仿真 169
5.5 小结 171
参考文献 171
第6章 辐射效应仿真软件 173
6.1 辐射效应仿真相关的商用软件 173
6.1.1 Space Radiation软件 173
6.1.2 Geant4软件 173
6.1.3 TCAD软件 174
6.1.4 LAMMPS软件 175
6.2 国外自研辐射效应仿真软件 175
6.3 国内自研辐射效应仿真软件 179
6.4 小结 183
参考文献 183