[發明專利]一種Flash存儲器單粒子效應檢測方法

有效

• 申請號: 202110010876.4
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN113012749B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 黃姣英;王樂群;高成;王自力
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G11C29/50
• 分類號: G11C29/50;G11C29/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種Flash存儲器單粒子效應檢測方法，覆蓋單粒子翻轉、單粒子功能中斷和單粒子閉鎖，同時可以區分存儲單元和外圍電路造成的翻轉，其特征在于：它包括以下步驟：

步驟一：對器件進行開封處理，塑料封裝的主要成分是環氧樹脂，常采用濃硝酸和濃硫酸對塑料封裝進行去除，對于陶瓷封裝元器件常采用混酸把元器件外面的封裝體腐蝕掉，使其暴露出內部芯片或引線，以便進行后續分析，

步驟二：在器件靜態無偏模式下進行單粒子效應檢測試驗，先對器件進行全片寫入，讀取加以驗證，然后去掉偏置電壓，對器件進行粒子輻照，當輻照達到預期注量時停止，恢復偏置電壓，讀取Flash中數據并記錄錯誤，

對器件在同一入射能量下進行多次實驗，獲得多個數據點并計算翻轉截面，繪制效應截面和入射粒子LET值的關系曲線，得到單粒子效應發生的LET閾值和飽和截面，

步驟三：在器件靜態模式下進行單粒子效應檢測試驗，先對器件進行全片寫入，讀取加以驗證，接著對器件進行粒子輻照，當輻照達到預期注量時停止，讀取Flash中數據并記錄錯誤，

對器件在同一入射能量下進行多次實驗，獲得多個數據點并計算翻轉截面，繪制效應截面和入射粒子LET值的關系曲線，得到單粒子效應發生的LET閾值和飽和截面，

步驟四：在器件動態模式下進行單粒子效應檢測試驗，開啟儀器進行粒子輻照，對器件進行全片寫入，觀察操作是否完成，若操作完成，全片讀取并與寫入數據比較，結果中有翻轉且翻轉數小于所設閾值時，重新讀取一次，兩次讀取都翻轉的位記錄為存儲單元造成的單粒子翻轉，翻轉恢復的位記錄為外圍電路造成的翻轉，結果中有翻轉且翻轉數大于所設閾值時，記錄單粒子功能中斷錯誤，若操作未完成，記錄單粒子功能中斷錯誤，重置器件繼續檢測，對試驗中的翻轉位重新寫0或擦1，若翻轉沒有消失，記錄此位為單粒子翻轉中的硬錯誤，繼續進行試驗，當觀察到大幅增加的電流時斷開電源，記錄單粒子閉鎖錯誤，短暫靜置待單粒子閉鎖消除后重新通電開始試驗，

在全片寫入后進行全片擦除，重復上述操作，當輻照達到預期注量時停止試驗，

對器件在同一入射能量下進行多次實驗，獲得多個數據點并計算翻轉截面，繪制效應截面和入射粒子LET值的關系曲線，得到單粒子效應發生的LET閾值和飽和截面，

通過以上步驟，可以完成對Flash存儲器常見單粒子效應即單粒子翻轉、單粒子功能中斷和單粒子閉鎖的檢測，同時區分存儲單元和外圍電路造成的翻轉，可以對器件不同組成部分的具體效應敏感性進行評價，該檢測方法簡單實用，實施容易，具有推廣應用價值。

2.根據權利要求1所述的一種Flash存儲器單粒子效應檢測方法，其特征在于：

在步驟二中所述的器件靜態無偏模式下進行單粒子效應檢測試驗和步驟三中所述的器件靜態模式下進行單粒子效應檢測試驗，其目的如下：

靜態和靜態無偏模式都可以排除外圍電路單粒子閉鎖和單粒子功能中斷的影響，因為此時外圍控制電路不工作，入射粒子只對存儲單元產生作用，進行兩種靜態輻照試驗可以觀察待測器件存儲單元造成的翻轉模式，同時對器件在貯存狀態下的單粒子效應敏感性進行評估。

3.根據權利要求1所述的一種Flash存儲器單粒子效應檢測方法，其特征在于：

在步驟四中所述的器件動態模式下進行單粒子效應檢測試驗，其目的如下：

在動態輻照試驗中除了單粒子翻轉，還存在外圍控制電路造成的單粒子功能中斷和單粒子閉鎖，由于Flash的擦除和寫入操作中存在高電壓，在這些操作過程中Flash更容易發生破壞性故障，

在輻照后連續讀取觀察錯誤是否消失，若錯誤消失判斷是外圍電路造成的翻轉，若錯誤沒有消失則是由粒子入射存儲單元造成的，存儲單元浮柵中的電荷損失和俘獲導致浮柵管閾值電壓漂移，會造成數據翻轉，而外圍電路如緩沖區，在動態模式下可以把錯誤傳遞到存儲單元，同樣造成數據的翻轉，Flash存儲器的讀取時間很短且不存在高壓，再次讀取就能檢索正確的信息，浮柵單元存儲電荷量沒有變化，意味著實際存儲在浮柵上的信息沒有損壞，相反，仍存在的錯誤位，其浮柵單元存儲電荷量發生變化導致閾值電壓漂移到另一狀態，信息永久丟失，

對試驗中的翻轉位寫0或擦1即重新改變存儲單元電荷量后翻轉錯誤未消失，說明浮柵單元出現了硬錯誤。