铁电存储器的辐射效应测试方法研究

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1、分类号密级注1UDC学位论文铁电存储器的辐射效应测试方法研究（题名和副题名）张元彬（作者姓名）指导教师李平教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业微电子学与固体电子学提交论文日期2018.3.30论文答辩日期2018.5.3学位授予单位和日期电子科技大学2018年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。AResearchonTestMethodofRadiationEffectofFerroelectricRandomAccessMemoryAMasterThesisSubmitte

2、dtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:MicroelectronicsandSolid-StateElectronicsAuthor:ZhangYuanbinSupervisor:Prof.LiPingSchool:SchoolofElectronicScienceandEngineeringI摘要摘要空间环境中存在着大量宇宙射线和带电粒子，电子设备被要求具有良好的耐辐射性能，而存储器是航天电子系统中存放控制指令和重要数据的重要元件。辐射引起的存储器

3、失效会引起系统重要指令丢失或者数据紊乱。铁电随机存储器被证明能满足电子设备小型化、低功耗和长寿命的空间应用要求，有着良好的空间应用前景潜力。大量的试验表明，铁电材料对辐射有很高的耐受性，因此铁电随机存储器被认为是空间应用中极具潜力的候选者。目前，铁电存储器的辐射效应在国内的研究起步不久，测试方法还不够完善。在铁电存储器辐射效应的测试流程、测试系统、失效模式和故障分析等方面还有很多问题等待研究和探索。准确、快捷和功能完善的铁电存储器辐射效应的测试系统是抗辐射的铁电存储器研究的基础，为航天存储器系统的器件选择提供重要的参考，是保障航天器空间

4、应用可靠性的前提，具有重要的工程和经济意义。基于上述背景，本文对铁电存储器构造及工作原理、铁电存储器单粒子效应和总剂量效应及地面模拟试验测试方法进行了研究。具体内容如下：基于MarchC-进行的铁电存储器测试方法研究，完成了多种电气缺陷注入铁电存储器的存储单元出现的故障行为仿真分析，发现了2x21T1C铁电存储阵列的两个故障，改进的MarchC-算法可以更全面地覆盖铁电存储器故障类型，总结了故障类型和铁电存储器电气缺陷的对应关系。研究了铁电存储器重离子加速器单粒子测试方法，设计并制作完成了铁电存储器重离子加速器单粒子效应的测试系统，将改

5、进的MarchC-算法应用于铁电存储器单粒子效应试验，对试验过程中发现的6种类型的铁电存储器故障进行了详细地介绍和故障定位推论分析。研究了铁电存储器总剂量效应测试方法，完成了总剂量效应测试系统的设计和搭建，进行了Co-60γ射线源、电子加速器、X射线微束三种辐射源下铁电存储器总剂量效应试验，详细地分析了三种测试辐射源的差异，细致地记录了三种辐射源下铁电存储器的测试流程，对铁电存储器效应试验结果进行了比对分析，讨论了三种辐射源下总剂量效应测试方法的差异和应用特点。关键词：铁电存储器，单粒子效应，总剂量效应，测试方法，MarchC-算法IA

6、BSTRACTABSTRACTTherearealargenumberofcosmicraysandchargedparticlesinthespaceenvironment.Electronicdevicesarerequiredtohavegoodradiationresistance,andthememoryisanimportantelementforstoringimportantdataandcontrollinginstructionsinaerospaceelectronicsystems.Radiation-induc

7、edmemoryfailurescancauselossofimportantsysteminstructionsordatadisturbances.Ferroelectricrandomaccessmemorieshavebeenprovedtomeettherequirementsofspaceapplicationsforminiaturization,lowpowerconsumptionandlonglifeofelectronicdevices,andithasagoodpotentialforspaceapplicati

8、ons.Alargenumberoftestshaveshownthatferroelectricmaterialsarehighlyresistanttoradiation,soferroelectric