[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

一種Flash存儲器單粒子效應檢測方法，它有四個步驟：一、Flash存儲器開封；二、在器件靜態無偏模式下進行單粒子效應檢測試驗；三、在器件靜態模式下進行單粒子效應檢測試驗；四、在器件動態模式下進行單粒子效應檢測試驗。該發明提供了一種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，為相關單粒子效應檢測試驗提供參考。

(一)技術領域：

本發明涉及一種Flash存儲器單粒子效應檢測方法，屬于空間輻射效應檢測 領域。

(二)背景技術

空間環境中存在的各種帶電粒子會對航天航空系統中半導體器件造成輻射 損傷。早期研究中，器件的輻照效應主要是總劑量效應和位移損傷。半導體器件 的特征尺寸不斷縮小，單粒子效應隨之出現，并已經成為影響宇航電子系統正常 工作的主要因素。當高能粒子入射到半導體器件中，與器件的靈敏區域相互作用 產生的電子-空穴對被器件收集所引發的器件功能異常或者器件損壞就是單粒子 效應。單粒子效應分為單粒子翻轉、單粒子閉鎖、單粒子功能中斷等。

多數Flash存儲器的基本單元是基于浮柵工藝的MOS管，它有兩個柵:一個 控制柵和一個位于溝道和控制柵之間的浮柵。按照Flash內部結構以及技術實現 特點，可以將其分為NOR型和NAND型。NAND型Flash各存儲單元間是串聯 的，它比NOR架構有更高的位密度，每位的成本更低。NOR Flash各單元間是 并聯的，它傳輸效率高，讀取速度快，具有片上執行功能。單粒子效應會對Flash 存儲器的存儲數據內容和功能造成影響，如Flash存儲單元中存儲的數據可能發 生1到0或0到1的翻轉，導致數據錯誤、邏輯混亂、指令異常等，進而影響整 個系統的穩定性和可靠性。隨著Flash存儲器大量應用于各型號航天系統，對其 單粒子效應評價至關重要。

目前國內單粒子效應試驗相關標準有QJ10005-2008、GJB6777-2009和 GJB7242-2011，但標準中沒有給出具體的效應檢測方法。多數對Flash存儲器單 粒子效應檢測的研究中普遍缺失了對器件存儲區與外圍電路的效應區分和不同 影響考慮。

本專利對Flash存儲器單粒子效應的檢測技術進行總結和研究，提出了一種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。本專利可以為相關單粒子 效應檢測實驗提供參考，支撐NOR Flash存儲器的抗輻照鑒定檢驗。

(三)發明內容：

1.目的：

本發明的目的是為了提供一種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，為相關單粒子效應檢測實驗提供參考。

2.技術方案：

本發明提出一種Flash存儲器單粒子效應檢測方法，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一般利用混酸把元器件 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。