基于浮栅技术的闪存

　　恒忆

　　图. 1 对一个闪存晶体管进行写操作

　　浮栅内的电子会提高晶体管的阈值电压;在单级闪存单元内，这相当于一个存储二进制数字“0”的存储单元。

　　图2 在完成写操作后阈值电压被偏移

　　值得一提的是，虽然前文论述的现象适用于单级闪存单元，但是同一现象也适用于多级单元设计。测试和实验证明，这个现象对于单级和多级架构都是有效的。

　　众所周知，高电磁能源可引起浮栅内的被俘电子损失(这相当于损失浮栅内贮存的全部电荷)。结果可能是导致存储单元内存储的逻辑信息丢失。

　　X射线是一种可能会损害闪存存储的信息的外部高能源。很多质保应用都会用到X射线，例如，在最终测试阶段发现故障后，修理应用电路板时需要使用X射线。X射线可对PCB电路板进行3D断层照相，也能分析电子元器件内部结构。海关用X射线摄影技术检查通关商品。

　　图 : 恒忆BGA封装的3D断层照相细节

　　由于闪存在生命周期内因为多种原因可能会被X射线照射，因此，必须确认两个重要问题：X射线对闪存内容的可靠性有无影响;存储阵列在被X射线照射后是否需要擦除操作并重新写入代码。

　　乍一看，在经X射线检查后，重新对整个存储阵列进行写操作可能是一个简单、可靠且有成本效益的解决方案。但是，事实并不是这样，因为在很多情况下，重新给闪存编程需要昂贵的测试设备，向每一个需要重新编程的闪存发送串行数据流。这个写操作可能需要几分钟甚至更长时间，从而会重重影响整体制造流程进度。

　　因此，为避免(如可能)重新写入存储器内容，了解X射线对恒忆存储器存储的数据可靠性的真实影响具有重要意义。

　　在一个主要的汽车电子系统供应商(恒忆的合作伙伴)支持下，恒忆围绕X射线对存储器数据可靠性的影响问题进行了一次深入的测试分析，详见下文。在这家合作公司中，我们用现有的质量检测设备对待测器件进行了X射线照射。

　　研究报告结果归纳如下：

　　“如果X射线的剂量是检测印刷电路板所适用的典型剂量，则不会影响恒忆浮栅闪存的阈值电压分布。

　　当把X射线剂量人为提高到一个异常数值时，阈值电压被强制偏移。这种现象可用于评估安全系数，即存储内容开始受到X射线影响的条件。

　　对于恒忆闪存，这个系数至少在1000倍射线剂量的范围内。 “

　　基本原则是，在完全电擦除电编程存储晶体管的阈值电压参数分布上，选择特性描述明确的待测器件，利用我们的合作伙伴的X射线检测系统发射的X射线照射待测器件。

　　然后重新描述阈值电压参数分布，并再次测量存储阵列(每个位)的每个晶体管的阈压。

　　我们在测试中使用了不同的照射时长、滤波器材料、X射线管的距离、电流和电压，并标注了不同的配置条件所使用的X射线剂量。

　　在正常制造目的所用的标准配置情况下，X射线剂量总是低于1 Rad。