恒憶
圖. 1 對(duì)一個(gè)閃存晶體管進(jìn)行寫(xiě)操作
浮柵內(nèi)的電子會(huì)提高晶體管的閾值電壓;在單級(jí)閃存單元內(nèi)，這相當(dāng)于一個(gè)存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)字“0”的存儲(chǔ)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(xiàn)象適用于單級(jí)閃存單元，但是同一現(xiàn)象也適用于多級(jí)單元設(shè)計(jì),。測(cè)試和實(shí)驗(yàn)證明,，這個(gè)現(xiàn)象對(duì)于單級(jí)和多級(jí)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(chǔ)單元內(nèi)存儲(chǔ)的邏輯信息丟失。
X射線是一種可能會(huì)損害閃存存儲(chǔ)的信息的外部高能源,。很多質(zhì)保應(yīng)用都會(huì)用到X射線,，例如，在最終測(cè)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(duì)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(huì)被X射線照射，因此,，必須確認(rèn)兩個(gè)重要問(wèn)題：X射線對(duì)閃存內(nèi)容的可靠性有無(wú)影響;存儲(chǔ)陣列在被X射線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射線檢查后，重新對(duì)整個(gè)存儲(chǔ)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?yàn)樵诤芏嗲闆r下,，重新給閃存編程需要昂貴的測(cè)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(xiě)操作可能需要幾分鐘甚至更長(zhǎng)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(chǔ)器內(nèi)容,，了解X射線對(duì)恒憶存儲(chǔ)器存儲(chǔ)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(duì)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)可靠性的影響問(wèn)題進(jìn)行了一次深入的測(cè)試分析,，詳見(jiàn)下文。在這家合作公司中,，我們用現(xiàn)有的質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備對(duì)待測(cè)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(cè)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(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(píng)估安全系數(shù),，即存儲(chǔ)內(nèi)容開(kāi)始受到X射線影響的條件,。
對(duì)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(chǔ)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(cè)器件,，利用我們的合作伙伴的X射線檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)射的X射線照射待測(cè)器件,。
然后重新描述閾值電壓參數(shù)分布，并再次測(cè)量存儲(chǔ)陣列(每個(gè)位)的每個(gè)晶體管的閾壓,。
我們?cè)跍y(cè)試中使用了不同的照射時(shí)長(zhǎng),、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(duì)恒憶閃存的閾值電壓參數(shù)分布未產(chǎn)生任何可以測(cè)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(wú)需給閃存重新編程,，無(wú)需對(duì)在正常制造過(guò)程中已完成擦除操作的閃存進(jìn)行擦除操作，也無(wú)需為確保存在存儲(chǔ)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(duì)整個(gè)存儲(chǔ)陣列施加低于1Rad劑量的X射線前后的閾壓分布曲線和對(duì)整個(gè)存儲(chǔ)陣列施加30 Rad的X射線前后的閾壓分布曲線,，被測(cè)試器件是恒憶的車用16Mbit串行閃存M25P16?！ ?/p>
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(cè)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