[發明專利]單粒子效應檢測方法和系統

有效

• 申請號: 201510240840.X
• 申請日: 2015-05-12
• 公開（公告）號: CN104934072B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 張戰剛;雷志鋒;岳龍;恩云飛
• 申請（專利權）人: 工業和信息化部電子第五研究所
• 主分類號: G11C29/44
• 分類號: G11C29/44
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 周清華

技術領域

本發明涉及電子技術領域，特別是涉及一種單粒子效應檢測方法和系統。

背景技術

鐵電材料是一類在一定溫度范圍內具有自發極化特性，而且在外加電場作用下，其極化強度可發生改變的介質材料。鐵電存儲器就是將鐵電薄膜材料與傳統的硅基半導體集成的新一代非揮發性存儲器。在各種新型存儲器中，鐵電存儲器憑借其非易失、低功耗、高速度、長壽命和抗輻照等優勢脫穎而出，被認為是最有前途的下一代主流存儲器之一。與傳統存儲相比，FRAM(ferromagnetic random access memory)即鐵電存儲器，兼備高速無限隨機讀寫和非易失的優勢。

隨著美國瑞創公司(Ramtron)以及日本富士通(Fujitsu)公司在商業化鐵電存儲器市場應用方面的推廣，鐵電存儲器具有了越來越廣泛的應用。鐵電存儲器主要應用于智能IC卡、游戲機、各種消費類電子、智能電網、汽車電子、醫療設備、工業控制等領域，在民品、深太空探測以及國防建設中替代E²PROM和SRAM+后備電池等。由于鐵電材料天然的抗輻射能力，經過抗輻射加固的鐵電存儲器可應用于高輻射環境的深太空探測、航空航天以及探月工程等領域，例如用于衛星系統可實現10¹²以上的多次快速擦寫，記錄衛星飛行狀況；又如，應用于飛機黑匣子，提高系統響應速度和可靠性。

由于鐵電存儲器仍然使用傳統的硅基半導體工藝流程，其外圍電路和存儲單元的抗單粒子效應能力受到行業廣泛的關注。高能粒子入射在外圍CMOS電路和存儲單元MOS管中引起的電荷沉積和收集被認為是鐵電存儲器單粒子效應發生的主要機理，也大大制約了商業鐵電存儲器的航天應用。由于鐵電存儲器相比于傳統存儲器的特殊性，其單粒子效應在線檢測方法較為復雜。

美國MEI Technologies Inc.和NASA Goddard Space Flight Center的M.V.O’Bryan等使用重離子和質子輻照Ramtron公司FM22L16 4Mb鐵電存儲器。輻照過程中，器件供電電壓為3.3V，寫入圖形為棋盤形或反棋盤形。單粒子翻轉或單粒子硬錯誤的測試采用動態測試方法。

但是，上述測試方法無法準確地測得單粒子效應與外圍電路間關聯。

發明內容

基于此，有必要針對上述測試方法無法準確地測得單粒子效應與外圍電路間關聯的問題，提供一種單粒子效應檢測方法和系統。

一種單粒子效應檢測方法，包括以下步驟：

讀取第一粒子束流輻照下的待測器件的各地址的存儲信息，生成第一讀信息，并對所述第一讀信息和第一預設數據進行比較，生成第一比信息，所述待測器件已上電和寫入所述第一預設數據；

若根據所述第一比信息判定所述待測器件內存在單粒子翻轉或單粒子硬錯誤，則讀取第二粒子束流輻照后的所述待測器件的各地址的存儲信息，生成第二讀信息，并對所述第二讀信息和第二預設數據進行比較，生成第二比信息，所述待測器件被第二粒子束流輻照前已斷電、上電和寫入所述第二預設數據；

若根據所述第二比信息判斷出所述待測器件內存在單粒子翻轉或單粒子硬錯誤，則判定所述待測器件內的單粒子翻轉或單粒子硬錯誤不是外圍電路瞬態脈沖引起的單粒子翻轉或單粒子硬錯誤。

一種單粒子效應檢測系統，包括：

第一檢測模塊，用于讀取第一粒子束流輻照下的待測器件的各地址的存儲信息，生成第一讀信息，并對所述第一讀信息和第一預設數據進行比較，生成第一比信息，所述待測器件已上電和寫入所述第一預設數據；

第二檢測模塊，用于在根據所述第一比信息判定所述待測器件內存在單粒子翻轉或單粒子硬錯誤時，讀取第二粒子束流輻照后的所述待測器件的各地址的存儲信息，生成第二讀信息，并對所述第二讀信息和第二預設數據進行比較，生成第二比信息，所述待測器件被第二粒子束流輻照前已斷電、上電和寫入所述第二預設數據；

第一判斷模塊，用于在根據所述第二比信息判斷出所述待測器件內存在單粒子翻轉或單粒子硬錯誤時，判定所述待測器件內的單粒子翻轉或單粒子硬錯誤不是外圍電路瞬態脈沖引起的單粒子翻轉或單粒子硬錯誤。