[发明专利]一种Flash存储器单粒子效应检测方法

权利要求书

1.一种Flash存储器单粒子效应检测方法，覆盖单粒子翻转、单粒子功能中断和单粒子闭锁，同时可以区分存储单元和外围电路造成的翻转，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤一：对器件进行开封处理，塑料封装的主要成分是环氧树脂，常采用浓硝酸和浓硫酸对塑料封装进行去除，对于陶瓷封装元器件常采用混酸把元器件外面的封装体腐蚀掉，使其暴露出内部芯片或引线，以便进行后续分析，

步骤二：在器件静态无偏模式下进行单粒子效应检测试验，先对器件进行全片写入，读取加以验证，然后去掉偏置电压，对器件进行粒子辐照，当辐照达到预期注量时停止，恢复偏置电压，读取Flash中数据并记录错误，

对器件在同一入射能量下进行多次实验，获得多个数据点并计算翻转截面，绘制效应截面和入射粒子LET值的关系曲线，得到单粒子效应发生的LET阈值和饱和截面，

步骤三：在器件静态模式下进行单粒子效应检测试验，先对器件进行全片写入，读取加以验证，接着对器件进行粒子辐照，当辐照达到预期注量时停止，读取Flash中数据并记录错误，

对器件在同一入射能量下进行多次实验，获得多个数据点并计算翻转截面，绘制效应截面和入射粒子LET值的关系曲线，得到单粒子效应发生的LET阈值和饱和截面，

步骤四：在器件动态模式下进行单粒子效应检测试验，开启仪器进行粒子辐照，对器件进行全片写入，观察操作是否完成，若操作完成，全片读取并与写入数据比较，结果中有翻转且翻转数小于所设阈值时，重新读取一次，两次读取都翻转的位记录为存储单元造成的单粒子翻转，翻转恢复的位记录为外围电路造成的翻转，结果中有翻转且翻转数大于所设阈值时，记录单粒子功能中断错误，若操作未完成，记录单粒子功能中断错误，重置器件继续检测，对试验中的翻转位重新写0或擦1，若翻转没有消失，记录此位为单粒子翻转中的硬错误，继续进行试验，当观察到大幅增加的电流时断开电源，记录单粒子闭锁错误，短暂静置待单粒子闭锁消除后重新通电开始试验，

在全片写入后进行全片擦除，重复上述操作，当辐照达到预期注量时停止试验，

对器件在同一入射能量下进行多次实验，获得多个数据点并计算翻转截面，绘制效应截面和入射粒子LET值的关系曲线，得到单粒子效应发生的LET阈值和饱和截面，

通过以上步骤，可以完成对Flash存储器常见单粒子效应即单粒子翻转、单粒子功能中断和单粒子闭锁的检测，同时区分存储单元和外围电路造成的翻转，可以对器件不同组成部分的具体效应敏感性进行评价，该检测方法简单实用，实施容易，具有推广应用价值。

2.根据权利要求1所述的一种Flash存储器单粒子效应检测方法，其特征在于：

在步骤二中所述的器件静态无偏模式下进行单粒子效应检测试验和步骤三中所述的器件静态模式下进行单粒子效应检测试验，其目的如下：

静态和静态无偏模式都可以排除外围电路单粒子闭锁和单粒子功能中断的影响，因为此时外围控制电路不工作，入射粒子只对存储单元产生作用，进行两种静态辐照试验可以观察待测器件存储单元造成的翻转模式，同时对器件在贮存状态下的单粒子效应敏感性进行评估。

3.根据权利要求1所述的一种Flash存储器单粒子效应检测方法，其特征在于：

在步骤四中所述的器件动态模式下进行单粒子效应检测试验，其目的如下：

在动态辐照试验中除了单粒子翻转，还存在外围控制电路造成的单粒子功能中断和单粒子闭锁，由于Flash的擦除和写入操作中存在高电压，在这些操作过程中Flash更容易发生破坏性故障，

在辐照后连续读取观察错误是否消失，若错误消失判断是外围电路造成的翻转，若错误没有消失则是由粒子入射存储单元造成的，存储单元浮栅中的电荷损失和俘获导致浮栅管阈值电压漂移，会造成数据翻转，而外围电路如缓冲区，在动态模式下可以把错误传递到存储单元，同样造成数据的翻转，Flash存储器的读取时间很短且不存在高压，再次读取就能检索正确的信息，浮栅单元存储电荷量没有变化，意味着实际存储在浮栅上的信息没有损坏，相反，仍存在的错误位，其浮栅单元存储电荷量发生变化导致阈值电压漂移到另一状态，信息永久丢失，

对试验中的翻转位写0或擦1即重新改变存储单元电荷量后翻转错误未消失，说明浮栅单元出现了硬错误。