[發明專利]一種以質子為輻射源檢測存儲器單粒子擾動的測試方法

有效

• 申請號: 201810317130.6
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108597557B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 郭紅霞;琚安安;張鳳祁;歐陽曉平;魏佳男;潘霄宇;郭維新;鐘向麗;羅尹虹;丁李利;王坦;張陽;秦麗;李波
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G11C29/56
• 分類號: G11C29/56
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發明公開了一種以質子為輻射源檢測存儲器單粒子擾動的測試方法，包括以下步驟：選取存儲器樣品；對選取的存儲器樣品進行加電全參數測試，驗證存儲器樣品的功能；在中高能質子加速器上選擇具有一定能量以及注量率的質子束流；將存儲器和電路板連接好，進行再一次加電測試；向所有的存儲器中填入數據；從存儲器中回讀數據，待測試系統穩定時打開滿足要求的質子束流，對單個存儲器進行輻照；將后續的存儲器依次移動至束流出束位置，更換質子束流的能量，直至將所有的能量點測完。本發明以質子為輻射源檢測抗單粒子擾動的效果，相對于其他輻照源更加可靠和簡便，并且在提高效率的同時保證了數據提取的準確性。

技術領域

本發明涉及單粒子擾動測試技術領域，更具體的說是涉及一種以質子為輻射源檢測存儲器單粒子擾動的測試方法。

背景技術

在航空航天領域，越來越多的存儲器被應用到衛星、航天器、飛機上面。由于其特殊的工作環境，存儲器不得不面臨著各種粒子、射線的輻射，從而產生各種各樣的失效現象。隨著科技的發展，存儲器朝著越來越高的集成度方向發展，近年的研究表明，單個粒子對存儲器造成的影響隨集成度的提高變得越來越明顯，并且這個趨勢變得越來越嚴重。

單粒子擾動是單粒子效應中的一種，它是由于單個帶電粒子入射存儲器中，在粒子入射半導體材料的徑跡內，由于“漏斗效應”造成能量沉積，聚集的電荷達到一定的程度時會形成小電流，從而對存儲器的狀態產生擾動。這個小電流發生在存儲器中的不同位置會造成不同的影響，如發生在SRAM的存儲單元中，會造成該單元中的NMOS管發生狀態改變，表現為該存儲單元的存儲數據發生了改變。當小電流發生在功能電路的敏感區域時，會使該電路的功能發生異常。但是，當電荷釋放完成后，存儲器恢復成原來狀態，這是一種軟失效。如果這個電流足夠大的時候，會發生單粒子鎖定效應，需要對存儲器斷電才能恢復正常。

在空間輻射環境中，質子分布廣泛且在天然輻射源中占有很大的比例，如宇宙射線中80％為高能質子，太陽風中95％是質子，極光輻射和范·艾倫輻射帶的內帶中也存在著大量質子。單粒子效應主要是由于高能質子(俘獲環境或太陽耀斑)和銀河宇宙射線引起，由單個粒子穿過微電子器件時產生。所以，以質子為輻射源的單粒子效應研究意義重大。但是由于之前國內并無高能質子加速器的存在，使得國內質子單粒子效應的研究成果并不多。

在這之前重離子多被用來進行單粒子效應的測試，在實際的空間輻射環境中，重離子的通量相對較低，且質子與重離子引發單粒子效應的機理不同：重離子入射半導體材料中與半導體材料的分子或原子發生碰撞，形成電荷密度很高的電離徑跡，當電離徑跡正好穿越半導體的靈敏結點時(PN結)時，徑跡中大量的電荷在耗盡層電場的作用下被靈敏結所收集，如果收集電荷量超過某一臨界值時，則存儲器的存儲狀態或邏輯狀態發生改變，導致單粒子效應的發生。質子根據能量的不同作用機理不同，高能質子也是通過與半導體材料的核相互作用產生重離子進而由重離子誘發單粒子效應，低能質子則可以直接電離的方式產生電子空穴對。

因此，如何提供一種在提高效率的同時能夠保證數據提取準確性的以質子為輻射源檢測存儲器單粒子擾動的測試方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明以質子為輻射源來檢測抗單粒子擾動的效果，實驗數據處理步驟通過獨特的數據提取方法得到簡化，提供了一種在提高效率的同時保證數據提取的準確性的以質子為輻射源檢測存儲器單粒子擾動的測試方法。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種以質子為輻射源檢測存儲器單粒子擾動的測試方法，包括以下步驟：

(1)選取存儲器樣品；

(2)對選取的存儲器樣品進行加電全參數測試，驗證存儲器樣品的功能；

(3)在中高能質子加速器上選擇具有一定能量以及注量率的質子束流；

(4)將步驟(2)中的存儲器和電路板連接好，進行再一次加電測試；