基于浮柵技術(shù)的閃存

　　恒憶

　　圖. 1 對一個(gè)閃存晶體管進(jìn)行寫(xiě)操作

　　浮柵內的電子會(huì )提高晶體管的閾值電壓;在單級閃存單元內，這相當于一個(gè)存儲二進(jìn)制數字“0”的存儲單元。

　　圖2 在完成寫(xiě)操作后閾值電壓被偏移

　　值得一提的是，雖然前文論述的現象適用于單級閃存單元，但是同一現象也適用于多級單元設計。測試和實(shí)驗證明，這個(gè)現象對于單級和多級架構都是有效的。

　　眾所周知，高電磁能源可引起浮柵內的被俘電子損失(這相當于損失浮柵內貯存的全部電荷)。結果可能是導致存儲單元內存儲的邏輯信息丟失。

　　X射線(xiàn)是一種可能會(huì )損害閃存存儲的信息的外部高能源。很多質(zhì)保應用都會(huì )用到X射線(xiàn)，例如，在最終測試階段發(fā)現故障后，修理應用電路板時(shí)需要使用X射線(xiàn)。X射線(xiàn)可對PCB電路板進(jìn)行3D斷層照相，也能分析電子元器件內部結構。海關(guān)用X射線(xiàn)攝影技術(shù)檢查通關(guān)商品。

　　圖 : 恒憶BGA封裝的3D斷層照相細節

　　由于閃存在生命周期內因為多種原因可能會(huì )被X射線(xiàn)照射，因此，必須確認兩個(gè)重要問(wèn)題：X射線(xiàn)對閃存內容的可靠性有無(wú)影響;存儲陣列在被X射線(xiàn)照射后是否需要擦除操作并重新寫(xiě)入代碼。

　　乍一看，在經(jīng)X射線(xiàn)檢查后，重新對整個(gè)存儲陣列進(jìn)行寫(xiě)操作可能是一個(gè)簡(jiǎn)單、可靠且有成本效益的解決方案。但是，事實(shí)并不是這樣，因為在很多情況下，重新給閃存編程需要昂貴的測試設備，向每一個(gè)需要重新編程的閃存發(fā)送串行數據流。這個(gè)寫(xiě)操作可能需要幾分鐘甚至更長(cháng)時(shí)間，從而會(huì )重重影響整體制造流程進(jìn)度。

　　因此，為避免(如可能)重新寫(xiě)入存儲器內容，了解X射線(xiàn)對恒憶存儲器存儲的數據可靠性的真實(shí)影響具有重要意義。

　　在一個(gè)主要的汽車(chē)電子系統供應商(恒憶的合作伙伴)支持下，恒憶圍繞X射線(xiàn)對存儲器數據可靠性的影響問(wèn)題進(jìn)行了一次深入的測試分析，詳見(jiàn)下文。在這家合作公司中，我們用現有的質(zhì)量檢測設備對待測器件進(jìn)行了X射線(xiàn)照射。

　　研究報告結果歸納如下：

　　“如果X射線(xiàn)的劑量是檢測印刷電路板所適用的典型劑量，則不會(huì )影響恒憶浮柵閃存的閾值電壓分布。

　　當把X射線(xiàn)劑量人為提高到一個(gè)異常數值時(shí)，閾值電壓被強制偏移。這種現象可用于評估安全系數，即存儲內容開(kāi)始受到X射線(xiàn)影響的條件。

　　對于恒憶閃存，這個(gè)系數至少在1000倍射線(xiàn)劑量的范圍內。 “

　　基本原則是，在完全電擦除電編程存儲晶體管的閾值電壓參數分布上，選擇特性描述明確的待測器件，利用我們的合作伙伴的X射線(xiàn)檢測系統發(fā)射的X射線(xiàn)照射待測器件。

　　然后重新描述閾值電壓參數分布，并再次測量存儲陣列(每個(gè)位)的每個(gè)晶體管的閾壓。

　　我們在測試中使用了不同的照射時(shí)長(cháng)、濾波器材料、X射線(xiàn)管的距離、電流和電壓，并標注了不同的配置條件所使用的X射線(xiàn)劑量。

　　在正常制造目的所用的標準配置情況下，X射線(xiàn)劑量總是低于1 Rad。