Sense-Switch型FLASH器件总剂量辐射效应及损伤机理研究开题报告

1. 研究目的与意义

flash 存储器具有高速度、大容量、低功耗以及高可靠性等特点，作为一种较为理想的存储器件，flash 存储器已经逐步应用于卫星遥感、航天探测等对可靠性要求十分严格的空间应用中，但是 flash 存储器仍然属于商用器件，在应用于空间之前仍面临着许多的问题。

空间应用对元器件的要求十分严格，一个微小的数据错误可能导致系统出错甚至发生毁灭性的后果，为保证飞行器在航天任务时万无一失，在 flash 用于航天器的电子系统之前必须对其进行全面的辐射效应研究和抗辐射性能评估，从而确定其在各种辐射效应下的性能和电参数信息以及抗辐射等级。

空间辐射引起的总剂量效应是电子器件在空间应用中需要面对的最重要的问题之一，目前，国外美高森美公司的前四代产品（0.25um\0.22um\0.13um\65nm）中主要应用了核心sense-switch型flash器件作为配置单元，因此，为了突破抗辐照浮栅型flash关键技术，对其件sense-switch型flash器件在空间环境总剂量辐射电离效应及其损伤机理的研究非常必要。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题： 1 、0.25um~65nmSense-Switch型FLASH器件分类、结构、发展概况及其基本工作原理（编程/擦除/读）；2、总剂量电离效应的基本原理和概念；3、对国内外带有内置嵌入式可编程模块SOC、FPGA等电路总剂量抗辐射能力调研（如Microsemi公司等）。

难点（研究过程中预计可能遇到的困难或问题，并提出解决的方法和措施）1、总结和分析Sense-Switch型FLASH总剂量效应及辐射损伤机理研究(尽可能采用能带图进行分析)；总结提炼常规业绩在对浮栅型FLASH器件总剂量抗辐射加固基本方法及其效果。

3. 国内外研究现状（文献综述）

抗辐射flash开关单元是实现抗辐射可重构的flash型可编程逻辑器件的内核基本组成单元，与sram和反熔丝相比，其性能介于二者之间，而且其抗辐射flash型fpga工艺技术是继反熔丝fpga工艺技术的下一代主流技术，其军事应用领域主要是航天和航空领域，包括基于海、陆、空的军用系统、雷达、指挥与控制，以及导航系统，这主要得益于flash型fpga电路的诸多优势，如非易失、可重构性、低功耗、高密度、上电即运行、高安全性、固件错误(firm-error)免疫性等。

基于flash技术的fpga不仅唯一具有asic的特征，而且其高安全性、高可靠性、低功耗等特点正是满足我们对于未来fpga的需求，在计算机、通信、汽车、卫星以及航空航天等领域显示出产品强大的应用前景。

目前，应用flash型可编程逻辑器件的核心开关单元结构为sense-switch型nflash，该结构是由两个共浮栅型基本单元构成，依赖于编程/擦除管控制共享电荷量来实现信号管传输的开、关态。

4. 研究方案

试验所用的芯片采用的封装形式 为 cq fp44。

试验样片共 5片 ,编号分别为 65#、 66# 、 67# 、 68#和69# 。

其中 67# 在加电偏置情况下辐射的累积总剂量为100 krad( si) ,由于试验现场无法测 试样片的一些重要参数 ,为了获得失效前芯片的一些参数 ,让65# 在加电偏置情况下辐射的累积总剂 量为 25 krad( si)。

5. 工作计划

毕业设计前一学期末完成英文翻译，收集、查阅、文献资料并准备开题报告。

论文周计划：第01-03周提交英文翻译终审稿，并上传至毕设管理系统。

提交开题报告初稿；第04-05周根据导师意见修改论文，完成二稿。