基于存储设备在极低温环境及辐照环境下的应用,论文采用TCAD软件仿真与试验相结合的方式,研究MOS器件电特性在极低温环境下发生变化的机理、粒子入射产生瞬态电流的机理以及极低温条件下单粒子效应发生变化的机理;进而,对静态随机存取存储器存储单元在极低温环境下,导致存储节点电位发生翻转的LET阈值进行了研究。首先,通过对65nm MOS器件的低温试验及仿真,研究器件在77K-300K范围内,电学特性产生的变化。NMOS器件的试验结果表明,随着温度降低,器件的阈值电压升高,这种变化与低温环境下,本征载流子浓度的减少以及禁带宽度的增大有关;随温度降低,漏极电流也随之增大,漏极电流的变化与低温下载流子迁移率的增加有关。PMOS器件阈值电压及漏极电流绝对值的变化趋势与NMOS器件一致。使用试验得到的数据建立低温器件模型,用于后续仿真。其次,使用常温模型,研究了不同LET值对NMOS器件单粒子效应的影响。结果表明,LET值增加,单粒子效应导致的瞬态电流峰值增加,持续时间增加,粒子径迹上累积的电荷量也增多。根据建立的NMOS器件低温模型,对单粒子效应进行仿真,仿真结果表明,随温度降低,瞬态电流峰值增大,持续时间也随之减少,且当LET值增大,变化幅度也随之增大。这说明LET值增大会加剧温度对NMOS器件单粒子效应的影响。最后,使用建立完成的PMOS、NMOS器件构建SRAM仿真单元,对导致存储节点电位发生翻转的LET值进行仿真。仿真结果表明,当温度从300K降低到77K时,LET阈值从0.49MeV·cm~2/mg下降到0.33MeV·cm~2/mg,下降了32.7%。这说明,随温度降低,单粒子翻转效应加剧。