Radiation Effects in Flash Memories

Abstract

We review ionizing radiation effects in Flash memories, the current dominant technology in the commercial non-volatile memory market. A comprehensive discussion of total dose and single event effects results is presented, concerning both floating gate cells and peripheral circuitry. The latest developments, including new findings on the mechanism underlying upsets due to heavy ions and destructive events, are illustrated

Flash memory cells data loss caused by total ionizing dose and heavy ions

“…R is the resistance of the leakage path, C the capacitance of the storage element. Charge loss from a floating gate described by equation (1).…”

Metodologia de testes para qualificação de sistemas eletrônicos expostos à radiação ionizante

“…Como a leitura é feita aplicando uma tensão determinada de leitura e o estado da célula é determinada se há ou não corrente elétrica, a alteração da tensão de limiar, 61 através do TID, pode causar faltas na memória, fazendo com que a leitura do conteúdo das células estejam erradas. Além disso, a radiação ionizante pode degradar a tensão de saída do charge pump fazendo com que a tensão não seja suficiente para que os efeitos de tunelamento Fowler-Nordheim ou injeção de elétrons quentes ocorra e portanto, não sendo possível a leitura ou programação das células (GERARDIN et al, 2013). A seguir será exposto diversos resultados de experimentos com memórias flash ilustrando os efeitos de TID e SEE em memórias flash de alta capacidade ( maiores que 256 Mbit ) (GERARDIN et al, 2013).…”

“…Fonte: (GERARDIN et al, 2013) Figura 36 -Distribuições de tensão de limiar para células floating gate multi-níveis.…”

“…Esse efeito é muito mais crítico em células multi-níveis, em que há o armazenamento de um número maior de bits por célula (GERARDIN et al, 2013).…”

“…Fonte: (GERARDIN et al, 2013) As figuras 37 e 38 mostram o efeito do TID no charge pump. A variação na tensão de programação gerada pelo charge pump causa um aumento abrupto no número de erros de leitura (GERARDIN et al, 2013).…”