[发明专利]一种3D立体堆叠存储器的激光单粒子效应测试方法

说明书

本申请公开了一种3D立体堆叠存储器的激光单粒子效应测试方法。该方法针对堆叠存储器的特殊多层结构，制定了对应的激光单粒子损伤分析方法。该方法利用不同能量的脉冲激光入射穿透被测存储器的敏感深度与脉冲激光光斑直径，确定诱发产生的电荷量，可实现对被测存储器的内部结构的定量、定位辐照，不仅能够获得错误单元的位置，还能够获得错误单元的错误类型；同时能够实现对堆叠存储器单粒子损伤效应的逐层标定测试，为堆叠器件的抗辐射损伤分析及加固设计提供可靠数据支持。

技术领域

本申请涉及空间辐射效应测试技术领域，具体而言，涉及一种3D立体堆叠存储器的激光单粒子效应测试方法。

背景技术

随着微电子技术的发展，存储器集成电路的特征尺寸逐渐缩小。在先进集成电路中，不断降低的供电电压、越来越高的工作频率、持续减小的节点电容和高速增长的芯片复杂度，使得电路对于环境的影响越来越敏感。当集成电路受到空间高能粒子撞击时，电路节点会发生瞬时充放电，有可能破坏芯片的内部状态而使集成电路发生瞬态故障，导致执行错误或数据错误。

伴随着晶体管纳米级别的不断缩小，芯片内部的集成度越来越高、器件的几何尺寸也越来越小。通过减小晶体管工艺尺寸和缩短芯片相互连接线的长度变得越来越困难。为了能够进一步提高器件集成度，由二维向三维发展的三维堆叠封装方式成为发展的必然方向。三维堆叠集成电路有诸多优势，芯片之间的互连线长更短、芯片的外形特征尺寸更小、封装密度更大、带宽更高、功耗更低和性能更强等优点。然而，三维堆叠封装的存储器件在遇到高能粒子撞击发生激光单粒子效应的方式不同于传统的二维封装的存储器件，其在每一层都有可能发生激光单粒子效应，而目前针对3D立体堆叠封装的存储器件的单粒子失效表征及失效逻辑地址的定位尚无具体的测试方法。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种3D立体堆叠存储器的激光单粒子效应测试方法，利用激光器的聚焦特性，实现对堆叠传感器内部结构的单粒子辐照测试。

为了实现上述目的，本申请实施例提供了一种3D立体堆叠存储器的激光单粒子效应测试方法。

根据本申请的3D立体堆叠存储器的激光单粒子效应测试方法，包括：将写入数据的待测试存储器置于实验室模拟源辐照条件下，进行单粒子辐照试验；

利用不同能量的脉冲激光入射穿透被测存储器的敏感深度与脉冲激光光斑直径，确定诱发产生的电荷量，并与初始数据进行对比，判断错误单元位置及错误类型单粒子是否翻转以及翻转位置。

可选地，测试方法包括静态模式和动态读模式。

可选地，静态模式下的测试方法为：

(1)系统加电，将初始数据写入存储器；

(2)测试系统加电，准备辐照；

(3)辐照前利用脉冲激光确定存储单元阵列的敏感位置，首次定位在存储单元阵列的表面；

(4)辐照完毕后对数据进行对比，并记录错误位置及个数；若错误数为零，利用脉冲激光的Z扫描进行敏感位置的纵向定位，继续下次辐照试验；若错误数不为零，重写存储单元数据，再进行下次辐照试验。

可选地，动态读模式下的测试方法为：

(1)辐照前将初始数据写入存储器；

(2)辐照前利用脉冲激光确定存储单元阵列的敏感位置，首次定位在存储单元阵列的表面；

(3)在辐照过程中进行数据对比，监测其数据相对于初始数据是否发生变化；若数据发生变化，且错误数小于某一确定值N，则确定该数据单元已经发生翻转，记录翻转信息，并利用脉冲激光的Z扫描进行敏感位置的纵向定位，继续下次辐照测试。

可选地，激光调节方式为：