Flash存储器单粒子效应测试研究综述-AET-电子技术应用

Flash存储器单粒子效应测试研究综述

2020年电子技术应用第7期

黄姣英，王乐群，高成

北京航空航天大学，北京100191

摘要：随着Flash存储器在航天系统中的大量应用，其单粒子效应评价至关重要。首先综述了Flash存储器单粒子效应研究进展，总结出在重离子辐照实验中常见单粒子效应及其故障原因，包括由存储单元故障和外围电路故障造成的单粒子翻转、单粒子功能中断和单粒子闭锁。随后，归纳出常见单粒子效应的测试区分方法、测试算法和测试流程，为相关测试实验研究提供参考。

关键词： Flash存储器单粒子效应测试方法辐照实验

中图分类号：TN307
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200210
中文引用格式：黄姣英，王乐群，高成. Flash存储器单粒子效应测试研究综述[J].电子技术应用，2020，46(7)：44-48，52.
英文引用格式：Huang Jiaoying，Wang Lequn，Gao Cheng. Review of single event effects testing research for flash memories[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(7)：44-48，52.

Review of single event effects testing research for flash memories

Huang Jiaoying，Wang Lequn，Gao Cheng

Beihang University，Beijing 100191，China

Abstract：There has been increased importance for single event effects characterization of flash memories because of their wide application in space systems. This paper firstly summarizes the single event effects research progress as well as common single event effects during ion beams irradiation experiments of flash memories. These effects caused by both floating gate array and peripheral circuitry include single event upsets, single event functional interrupt and single event latch-up. Then we sum up the identification approaches, testing algorithms and testing procedures of common single event effects. This paper offers a reference for single event effects testing experiments of flash memories.

Key words :flash memories；single event effects；testing approach；irradiation experiment

0 引言

空间环境中存在的一些高能粒子(包括质子、中子、重离子和α粒子等)会对航天航空系统中开云棋牌官网在线客服器件造成辐射损伤，威胁着航天器的安全。空间辐射效应主要分为三类：总剂量效应、位移损伤效应和单粒子效应。当单个高能粒子入射到开云棋牌官网在线客服器件中，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，包括单粒子翻转、单粒子闭锁、单粒子功能中断和单粒子瞬态等。随着开云棋牌官网在线客服器件的特征尺寸不断缩小，单粒子效应越来越显著，并已经成为影响宇航电子系统正常工作的主要因素。

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内部架构以及技术实现特点，可以将其分为NOR型和NAND型。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，作为重要的程序和FPGA位流存储器，大量应用于各型号航天系统。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。NAND Flash的非易失性、低功耗、低成本、低重量等特性也使其在航天系统中得到了应用。故对Flash存储器的单粒子效应评价至关重要。

地面高能粒子模拟实验是目前单粒子效应研究中最常用的实验方法，它能较好地反映器件的辐射特性，常用的地面模拟源有粒子加速器提供的重离子束或质子束、252Cf裂片模拟源、14MeV中子源等，本文讨论的内容都是针对重离子辐照实验开展的。目前国内单粒子效应试验均依据QJ10005标准开展，但标准中没有给出具体效应的测试方法，传统测试方法中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，故本文对国内外Flash存储器单粒子效应实验中常见效应及其测试区分方法进行综述，总结分析测试流程，为相关测试实验研究提供参考。

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作者信息:

黄姣英，王乐群，高成

(北京航空航天大学，北京100191)

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