基于浮柵技術(shù)的閃存

　　恒憶

　　圖. 1 對一個閃存晶體管進(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，重新對整個存儲陣列進(jìn)行寫操作可能是一個簡單、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，向每一個需要重新編程的閃存發(fā)送串行數(shù)據(jù)流。這個寫操作可能需要幾分鐘甚至更長時間，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異常數(shù)值時，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(每個位)的每個晶體管的閾壓。

　　我們在測試中使用了不同的照射時長、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。