恒憶
圖. 1 對一個(gè)閃存晶體管進(jìn)行寫操作
浮柵內(nèi)的電子會提高晶體管的閾值電壓;在單級閃存單元內(nèi),，這相當(dāng)于一個(gè)存儲二進(jìn)制數(shù)字“0”的存儲單元,。
圖2 在完成寫操作后閾值電壓被偏移
值得一提的是,，雖然前文論述的現(xiàn)象適用于單級閃存單元,，但是同一現(xiàn)象也適用于多級單元設(shè)計(jì),。測試和實(shí)驗(yàn)證明,，這個(gè)現(xiàn)象對于單級和多級架構(gòu)都是有效的。
眾所周知,，高電磁能源可引起浮柵內(nèi)的被俘電子損失(這相當(dāng)于損失浮柵內(nèi)貯存的全部電荷)。結(jié)果可能是導(dǎo)致存儲單元內(nèi)存儲的邏輯信息丟失,。
X射線是一種可能會損害閃存存儲的信息的外部高能源。很多質(zhì)保應(yīng)用都會用到X射線,，例如，在最終測試階段發(fā)現(xiàn)故障后,，修理應(yīng)用電路板時(shí)需要使用X射線,。X射線可對PCB電路板進(jìn)行3D斷層照相，也能分析電子元器件內(nèi)部結(jié)構(gòu),。海關(guān)用X射線攝影技術(shù)檢查通關(guān)商品。
圖 : 恒憶BGA封裝的3D斷層照相細(xì)節(jié)
由于閃存在生命周期內(nèi)因?yàn)槎喾N原因可能會被X射線照射,，因此，必須確認(rèn)兩個(gè)重要問題：X射線對閃存內(nèi)容的可靠性有無影響;存儲陣列在被X射線照射后是否需要擦除操作并重新寫入代碼。
乍一看,，在經(jīng)X射線檢查后，重新對整個(gè)存儲陣列進(jìn)行寫操作可能是一個(gè)簡單,、可靠且有成本效益的解決方案,。但是,，事實(shí)并不是這樣，因?yàn)樵诤芏嗲闆r下,，重新給閃存編程需要昂貴的測試設(shè)備,，向每一個(gè)需要重新編程的閃存發(fā)送串行數(shù)據(jù)流,。這個(gè)寫操作可能需要幾分鐘甚至更長時(shí)間,，從而會重重影響整體制造流程進(jìn)度,。
因此,，為避免(如可能)重新寫入存儲器內(nèi)容，了解X射線對恒憶存儲器存儲的數(shù)據(jù)可靠性的真實(shí)影響具有重要意義,。
在一個(gè)主要的汽車電子系統(tǒng)供應(yīng)商(恒憶的合作伙伴)支持下，恒憶圍繞X射線對存儲器數(shù)據(jù)可靠性的影響問題進(jìn)行了一次深入的測試分析,，詳見下文,。在這家合作公司中，我們用現(xiàn)有的質(zhì)量檢測設(shè)備對待測器件進(jìn)行了X射線照射,。
研究報(bào)告結(jié)果歸納如下：
“如果X射線的劑量是檢測印刷電路板所適用的典型劑量,，則不會影響恒憶浮柵閃存的閾值電壓分布。
當(dāng)把X射線劑量人為提高到一個(gè)異常數(shù)值時(shí),，閾值電壓被強(qiáng)制偏移,。這種現(xiàn)象可用于評估安全系數(shù),，即存儲內(nèi)容開始受到X射線影響的條件,。
對于恒憶閃存，這個(gè)系數(shù)至少在1000倍射線劑量的范圍內(nèi),。 “
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(shù)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射線檢測系統(tǒng)發(fā)射的X射線照射待測器件。
然后重新描述閾值電壓參數(shù)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,、濾波器材料、X射線管的距離,、電流和電壓,，并標(biāo)注了不同的配置條件所使用的X射線劑量,。
在正常制造目的所用的標(biāo)準(zhǔn)配置情況下，X射線劑量總是低于1 Rad,。
這個(gè)劑量數(shù)值對恒憶閃存的閾值電壓參數(shù)分布未產(chǎn)生任何可以測量的影響,。
這意味著恒憶客戶使用X射線檢查提前焊好的印刷電路板，無需給閃存重新編程,，無需對在正常制造過程中已完成擦除操作的閃存進(jìn)行擦除操作,，也無需為確保存在存儲陣列的數(shù)據(jù)的可靠性而應(yīng)用一個(gè)雙重編程算法。
下圖是在對整個(gè)存儲陣列施加低于1Rad劑量的X射線前后的閾壓分布曲線和對整個(gè)存儲陣列施加30 Rad的X射線前后的閾壓分布曲線,，被測試器件是恒憶的車用16Mbit串行閃存M25P16,。
圖3 施加1 Rad / 30 Rad射線前后的閾壓分布曲線圖
為證明前述測試結(jié)果的有效性,，查找可能的臨界條件,，X射線劑量值被提高1000倍 (2.5 KRad ),，并進(jìn)行兩次回流焊,。
圖4 在受2500 Rad射線照射前后的閾壓分布曲線