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重离子辐照带有ECC的65nmSRAM器件“伪多位翻转”特性研究
摘要：
随着航天事业和核能技术的发展，重离子扰动在电子器件性能稳定性方面引起了越来越大的关注。本文以带有ECC的65纳米SRAM器件为研究对象，通过重离子辐照试验探究了其“伪多位翻转”特性。实验结果表明，重离子辐照后，带有ECC的65纳米SRAM器件存在明显的“伪多位翻转”问题，需要采取一定的措施进行应对和解决。
关键词：重离子辐照；ECC；65纳米SRAM器件；伪多位翻转
1.引言
目前，重离子扰动已经成为制约电子器件稳定性与可靠性的新问题，尤其是在航空航天和核能领域，重离子扰动备受关注。随着电子器件制造工艺的升级和集成度的不断提高，电子器件对重离子扰动的敏感性也随之增加。而SRAM器件作为电子设备中使用最为广泛的存储器件之一，其可靠性对设备的整体稳定性起着至关重要的作用。
ECC（错误校正码）是目前多数SRAM芯片所采用的错误校正码技术。ECC技术能够检测和修复内存模块中的数据错误，提高内存访问速度和可靠性。然而，重离子辐照可能会破坏ECC检查和修复所需的信息，从而导致“伪多位翻转”问题。
本文基于重离子辐照试验，对带有ECC的65纳米SRAM器件的“伪多位翻转”特性进行了研究，旨在为解决该问题提供一定的借鉴和思路。
2.实验方法和条件
实验采用了重离子束线，扫描了物理模型目标平面。在辐照前，将芯片放置于温度为25℃的环境中，并进行室温DC测试，以获得基准电器参数。然后，将芯片放置于重离子束线下，进行重离子辐照。辐照结束后，再将芯片放回温度为25℃的环境中，进行室温DC测试和存储器功能测试。
3.实验结果
通过实验，发现重离子辐照会导致65纳米SRAM器件存在“伪多位翻转”问题。图1是辐照前后存储器的数据重叠率（DOR）变化情况图表，图2是DOR变化最大的10个位的相对位置分布情况图表。可以看出，辐照后，DOR明显变大，位翻转开始显现。同时，图2中的红色和黄色柱子对应的相对位置会发生明显变化，说明重离子辐照会使得“伪多位翻转”现象更加突出。
图1存储器DOR变化情况
图2DOR变化最大的10个位的相对位置分布情况
此外，在存储器功能测试中，实验还发现，重离子辐照后，存储器的读写延迟时间有所增加，而且容易出现断电后数据丢失的现象，这直接影响了存储器的可靠性和稳定性。
4.结论和展望
通过实验，可以得出如下结论：
1）重离子辐照会导致带有ECC的65纳米SRAM器件存在“伪多位翻转”问题。
2）重离子辐照会对存储器的读写延迟时间和可靠性造成一定的影响。
目前，为了解决“伪多位翻转”问题，可以在ECC机制上做出改进，例如采用更加高效的校验方法，使之能够检测和诊断出更多的错误类型。同时，对于65纳米SRAM器件来说，也可以进一步优化器件的设计和制造工艺，提高其抗重离子辐照的能力。
未来，还可以基于本次研究，对不同芯片的重离子辐照敏感性进行比较和评估，为电子器件的开发和测试提供更为精确的指导和保障。