[发明专利]一种Flash存储器单粒子效应检测方法

说明书

一种Flash存储器单粒子效应检测方法，它有四个步骤：一、Flash存储器开封；二、在器件静态无偏模式下进行单粒子效应检测试验；三、在器件静态模式下进行单粒子效应检测试验；四、在器件动态模式下进行单粒子效应检测试验。该发明提供了一种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，为相关单粒子效应检测试验提供参考。

(一)技术领域：

本发明涉及一种Flash存储器单粒子效应检测方法，属于空间辐射效应检测 领域。

(二)背景技术

空间环境中存在的各种带电粒子会对航天航空系统中半导体器件造成辐射 损伤。早期研究中，器件的辐照效应主要是总剂量效应和位移损伤。半导体器件 的特征尺寸不断缩小，单粒子效应随之出现，并已经成为影响宇航电子系统正常 工作的主要因素。当高能粒子入射到半导体器件中，与器件的灵敏区域相互作用 产生的电子-空穴对被器件收集所引发的器件功能异常或者器件损坏就是单粒子 效应。单粒子效应分为单粒子翻转、单粒子闭锁、单粒子功能中断等。

多数Flash存储器的基本单元是基于浮栅工艺的MOS管，它有两个栅:一个 控制栅和一个位于沟道和控制栅之间的浮栅。按照Flash内部结构以及技术实现 特点，可以将其分为NOR型和NAND型。NAND型Flash各存储单元间是串联 的，它比NOR架构有更高的位密度，每位的成本更低。NOR Flash各单元间是 并联的，它传输效率高，读取速度快，具有片上执行功能。单粒子效应会对Flash 存储器的存储数据内容和功能造成影响，如Flash存储单元中存储的数据可能发 生1到0或0到1的翻转，导致数据错误、逻辑混乱、指令异常等，进而影响整 个系统的稳定性和可靠性。随着Flash存储器大量应用于各型号航天系统，对其 单粒子效应评价至关重要。

目前国内单粒子效应试验相关标准有QJ10005-2008、GJB6777-2009和 GJB7242-2011，但标准中没有给出具体的效应检测方法。多数对Flash存储器单 粒子效应检测的研究中普遍缺失了对器件存储区与外围电路的效应区分和不同 影响考虑。

本专利对Flash存储器单粒子效应的检测技术进行总结和研究，提出了一种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。本专利可以为相关单粒子 效应检测实验提供参考，支撑NOR Flash存储器的抗辐照鉴定检验。

(三)发明内容：

1.目的：

本发明的目的是为了提供一种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，为相关单粒子效应检测实验提供参考。

2.技术方案：

本发明提出一种Flash存储器单粒子效应检测方法，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一般利用混酸把元器件 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。