快闪存储器的抗辐照电路系统设计技术研究

随着国际国内航空、航天、探月开发的加快，对抗辐照快闪存储器的需求日益扩大，但目前还缺乏大容量的具有高抗辐照能力、高可靠性的快闪存储器芯片。最近几年，随着民用快闪存储器技术的快速发展，对其进行抗辐照加固设计已经成为当前研究的热点和难点。本项目针对抗辐照快闪存储器研究面临的主要技术限制和发展趋势，基于SOI 技术研发新一代具有高抗辐照能力的快闪存储器设计技术。项目结合器件、材料和工艺抗辐照技术，建立起从器件辐照模型、关键模块电路以及版图辐照加固到系统抗辐照算法和体系结构加固的整套抗辐照方法，有效提高快闪存储器在辐照环境下的疲劳特性和系统可靠性，满足军事应用和航空航天应用的需求。本项目的研究将提高我国在抗辐照快闪存储器设计技术领域的自主开发水平，为军工企业将来的应用做好预研工作，改变我国在抗辐照快闪存储器设计领域的落后状况，打破国外的技术封锁。

随着空间技术的发展，越来越多的快闪存储器芯片被广泛应用于人造卫星、宇宙飞船和运载火箭等系统中，而各种使用快闪存储器的电子设备不可避免要处在辐照环境下。辐照环境通过总剂量辐照、单粒子事件、剂量率效应等，可能引起芯片失效。本项目针对空间应用需求，重点对SONOS型快闪存储器的抗辐照特性进行研究，在研究并建立了SONOS器件辐照损伤模型的基础上，从存储器的器件工艺、电路设计和版图设计三个层面采用针对性的系统加固设计方法研制出了采用0.13微米工艺的抗辐射4Mb闪存验证芯片，实测结果表明其抗总剂量辐照能力大于100krad(Si)，抗单粒子闩锁阈值大于42MeV•cm2/mg。该验证芯片经过后续产品级设计，将有望应用到我国的人造卫星和探月飞船等空间应用中。