[发明专利]单粒子效应检测方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种单粒子效应检测方法和系统。

背景技术

铁电材料是一类在一定温度范围内具有自发极化特性，而且在外加电场作用下，其极化强度可发生改变的介质材料。铁电存储器就是将铁电薄膜材料与传统的硅基半导体集成的新一代非挥发性存储器。在各种新型存储器中，铁电存储器凭借其非易失、低功耗、高速度、长寿命和抗辐照等优势脱颖而出，被认为是最有前途的下一代主流存储器之一。与传统存储相比，FRAM(ferromagnetic random access memory)即铁电存储器，兼备高速无限随机读写和非易失的优势。

随着美国瑞创公司(Ramtron)以及日本富士通(Fujitsu)公司在商业化铁电存储器市场应用方面的推广，铁电存储器具有了越来越广泛的应用。铁电存储器主要应用于智能IC卡、游戏机、各种消费类电子、智能电网、汽车电子、医疗设备、工业控制等领域，在民品、深太空探测以及国防建设中替代E²PROM和SRAM+后备电池等。由于铁电材料天然的抗辐射能力，经过抗辐射加固的铁电存储器可应用于高辐射环境的深太空探测、航空航天以及探月工程等领域，例如用于卫星系统可实现10¹²以上的多次快速擦写，记录卫星飞行状况；又如，应用于飞机黑匣子，提高系统响应速度和可靠性。

由于铁电存储器仍然使用传统的硅基半导体工艺流程，其外围电路和存储单元的抗单粒子效应能力受到行业广泛的关注。高能粒子入射在外围CMOS电路和存储单元MOS管中引起的电荷沉积和收集被认为是铁电存储器单粒子效应发生的主要机理，也大大制约了商业铁电存储器的航天应用。由于铁电存储器相比于传统存储器的特殊性，其单粒子效应在线检测方法较为复杂。

美国MEI Technologies Inc.和NASA Goddard Space Flight Center的M.V.O’Bryan等使用重离子和质子辐照Ramtron公司FM22L16 4Mb铁电存储器。辐照过程中，器件供电电压为3.3V，写入图形为棋盘形或反棋盘形。单粒子翻转或单粒子硬错误的测试采用动态测试方法。

但是，上述测试方法无法准确地测得单粒子效应与外围电路间关联。

发明内容

基于此，有必要针对上述测试方法无法准确地测得单粒子效应与外围电路间关联的问题，提供一种单粒子效应检测方法和系统。

一种单粒子效应检测方法，包括以下步骤：

读取第一粒子束流辐照下的待测器件的各地址的存储信息，生成第一读信息，并对所述第一读信息和第一预设数据进行比较，生成第一比信息，所述待测器件已上电和写入所述第一预设数据；

若根据所述第一比信息判定所述待测器件内存在单粒子翻转或单粒子硬错误，则读取第二粒子束流辐照后的所述待测器件的各地址的存储信息，生成第二读信息，并对所述第二读信息和第二预设数据进行比较，生成第二比信息，所述待测器件被第二粒子束流辐照前已断电、上电和写入所述第二预设数据；

若根据所述第二比信息判断出所述待测器件内存在单粒子翻转或单粒子硬错误，则判定所述待测器件内的单粒子翻转或单粒子硬错误不是外围电路瞬态脉冲引起的单粒子翻转或单粒子硬错误。

一种单粒子效应检测系统，包括：

第一检测模块，用于读取第一粒子束流辐照下的待测器件的各地址的存储信息，生成第一读信息，并对所述第一读信息和第一预设数据进行比较，生成第一比信息，所述待测器件已上电和写入所述第一预设数据；

第二检测模块，用于在根据所述第一比信息判定所述待测器件内存在单粒子翻转或单粒子硬错误时，读取第二粒子束流辐照后的所述待测器件的各地址的存储信息，生成第二读信息，并对所述第二读信息和第二预设数据进行比较，生成第二比信息，所述待测器件被第二粒子束流辐照前已断电、上电和写入所述第二预设数据；

第一判断模块，用于在根据所述第二比信息判断出所述待测器件内存在单粒子翻转或单粒子硬错误时，判定所述待测器件内的单粒子翻转或单粒子硬错误不是外围电路瞬态脉冲引起的单粒子翻转或单粒子硬错误。