本发明属于空间辐射损伤效应及抗辐射加固领域，更具体的涉及一种确定feram敏感参数的方法及装置。
背景技术：
航天器长期工作在空间辐射的环境中，空间辐射损伤是导致航天器在轨故障的主要原因之一。空间辐射环境的复杂性，与航天器新技术、新材料、新器件、新状态等相互作用，导致了空间辐射效应及其影响的复杂性，新的问题层出不穷，对航天系统可靠运行构成了严重的威胁。
近几年来，由于全球航空航天技术的迅猛发展，对存储器提出了更高的要求，主要的要求有抗辐射能力强、功耗低、寿命长、存储密度大、体积小等。feram(ferroelectricram，铁电存储器)是将铁电薄膜与传统cmos(complementarymetaloxidesemiconductor，互补金属氧化物半导体)工艺相结合的新型非挥发性存储器，优点有非易失、低功耗、高速、长寿命等。铁电材料具有剩余极化的特性，feram就是用这种极化反转的特性来存储信息的。铁电薄膜材料以及铁电电容具有很强的抗辐射能力，常规feram的抗辐射能力及其抗辐射加固一直是各国不断研究的问题。开展feram辐射效应敏感参数机理研究，为航天电子系统存储部分提供了一个比较好的解决方案，feram总剂量效应敏感参数的研究，对提高航天器运行可靠性，航天器对空间辐射环境的适应性有着重大的意义，为今后铁电存储器的辐射损伤机理研究和电路的抗辐射加固提供技术支持。
60coγ辐照时γ射线与铁电材料相互作用，在铁电材料中会引入电子空穴对，电子空穴被俘获，从而在栅氧化层和场氧化层中产生陷阱电荷，会使阈值电压漂移，跨导减小、沟道漏电流增加，当累积剂量达到一定程度时，器件将会出现功能失效，而在功能失效之前就已经发现部分参数失效，应该对feram器件进行更全面的参数测试，分析其敏感参数。
qmu的研究用于核武器可靠性安全性认证中进行评估，它是在2001年，由美国的lanl，llnl，snl三个实验室提出。在安全评估中的不确定性被认为有两种：随机不确定性和认知不确定性。m为性能裕量，是器件出现失效和能可靠工作的阈值之间的差值，它描述了一个安全的范围；u是性能阈值与裕量的不确定度，由于影响阈值与m的不确定因素有很多，裕量也是不确定的；q是器件可靠工作的可信度比值，qmu是裕度及其不确定性的量化。
综上所述，现有的确定feram敏感参数只有一个定性的分析而并没有进行定量的判断，并且不能确定器件从良好到失效这个过程的参数更加具体的变化。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种确定feram敏感参数的方法及装置，用以解决现有技术中存在确定feram敏感参数只有一个定性的分析而并没有进行定量的判断，并且不能确定器件从良好到失效这个过程的参数更加具体的变化。
本发明实施例提供了一种确定feram敏感参数的方法，包括：
从完成辐射的feram内回读第一数据，并将所述回读数据与在辐射之前写入所述feram内的第二数据进行匹配，将匹配合格的所述feram确定为第一feram；
每到设定的辐射剂量点时，通过测试仪器获取所述第一feram的dc参数和ac参数，通过qmu公式分别对所述dc参数和所述ac参数进行分析，当根据qmu公式确定的可信度比值小于1时，确定所述dc参数或所述ac参数内包括的一个参数性能失效。
优选地，所述dc参数包括以下一种或者多种组合：idd，isb，ili，ilo，vih，vil，voh，vol；
所述ac参数包括以下一种或者多种组合：tce、taa、toe、tcw、twp、tdw、taw。
优选地，所述qmu公式为：
q＝m/u
其中，q为可信度比值，m为性能裕量，u为性能评估的不确定度。
优选地，所述从完成辐射的feram内回读第一数据之前，还包括：
通过对所述feram进行加电测试，将确定性能正常的所述feram在设定电压下写入所述第三数据，并将所述feram通过辐射板设置在屏蔽盒内进行辐照，其中，辐照剂量率为50rad/s。
本发明实施例还提供了一种确定feram敏感参数的装置，包括：
第一确定单元，用于从完成辐射的feram内回读第一数据，并将所述回读数据与在辐射之前写入所述feram内的第二数据进行匹配，将匹配合格的所述feram确定为第一feram；
第二确定单元，用于每到设定的辐射剂量点时，通过测试仪器获取所述第一feram的dc参数和ac参数，通过qmu公式分别对所述dc参数和所述ac参数进行分析，当根据qmu公式确定的可信度比值大于1时，确定所述dc参数或所述ac参数内包括的一个敏感参数性能良好。
优选地，所述dc参数包括以下一种或者多种组合：idd，isb，ili，ilo，vih，vil，voh，vol；
所述ac参数包括以下一种或者多种组合：tce、taa、toe、tcw、twp、tdw、taw。
优选地，所述qmu公式为：
q＝m/u
其中，q为可信度比值，m为性能裕量，u为性能评估的不确定度。
优选地，所述第一确定单元还用于：
通过对所述feram进行加电测试，将确定性能正常的所述feram在设定电压下写入所述第三数据，并将所述feram通过辐射板设置在屏蔽盒内进行辐照，其中，辐照剂量率为50rad/s。
本发明实施例提供了一种确定feram敏感参数的方法及装置，该方法包括：从完成辐射的feram内回读第一数据，并将所述回读数据与在辐射之前写入所述feram内的第二数据进行匹配，将匹配合格的所述feram确定为第一feram；每到设定的辐射剂量点时，通过测试仪器获取所述第一feram的dc参数和ac参数，通过qmu公式分别对所述dc参数和所述ac参数进行分析，当根据qmu公式确定的可信度比值小于1时，确定所述dc参数或所述ac参数内包括的一个参数性能失效。该方法在不同的累积剂量点利用测试仪器进行工业标准的全参数测试，对参数测试的结果用qmu方法进行处理，判断是否失效，从而得到feram的敏感参数。该方法通过比较不同参数之间的可靠程度，可以发现feram参数的内在失效机制；再者，该方法通过量化的q值来提供判断依据，对feram的各个参数有一个定量的认识；进一步地，通过qmu来对feram总剂量敏感参数进行分析，可以更准确的得出敏感参数由性能良好到失效的一个过程，由于该方法给出的是一个各个部分的相关信息，而不只是一个整体的判断，从而可以更适用于研究可靠性要求高的电子器件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中fram存储单元泄漏途径示意图；
图2为本发明实施例提供的器件特征性能参数与辐照量的关系即x(r)曲线示意图；
图3本发明实施例提供的辐射损伤引起的性能不确定性与辐照量的关系即σ(r)曲线示意图；
图4为本发明实施例提供的一种确定feram敏感参数的方法流程示意图；
图5本发明实施例提供的漏电流的x(r)与σ(r)曲线示意图；
图6本发明实施例提供的静态功耗电流的x(r)与σ(r)曲线示意图；
图7本发明实施例提供的输出低电压的x(r)与σ(r)曲线示意图；
图8为本发明实施例提供的一种确定feram敏感参数的装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
1)feram的技术原理
60coγ辐照时，γ射线与铁电材料之间会有相互作用，产生电子空穴对，而电子空穴对通过漂移、扩散以及复合等方式，在栅氧和场氧中引入界面态陷阱电荷和氧化物陷阱电荷，形成附加的电场和复合中心，使fram的电参数发生改变，最后导致feram器件功能失效。
feram存储阵列是由铁电电容和nmos管构成，fm28v100器件的尺寸130nm，栅氧的厚度小于5nm，所以场氧化物中的积累的电荷起着主要作用。60coγ产生的电离辐射损伤，使源极漏极之间产生寄生泄漏电流，寄生泄漏路径，图1为现有技术中feram存储单元泄漏途径示意图，如图1所示，从位线到板线，中间通过串联的nmos管和铁电电容。每个存储单元的泄漏电流有两个部分：通过nmos管的泄漏电流和铁电电容的泄漏电流。当附加电场比较低时，肖特基发射(表面受限过程)是铁电电容的主要泄露机制，随着铁电电容的位线上漏电流增加引起的电压的增加，肖特基势垒的电磁场降低，因此铁电电容的泄漏电流增加。辐射感生的氧化物陷阱电荷，界面态陷阱电荷使阈值电压负向漂移使截止的n管导通，从而漏电流随着总剂量的增加而增加。在cmos外围电路中，产生从电源经过pmos和nmos到地泄漏路径，使电流增加。
2)qmu
图2为本发明实施例提供的器件特征性能参数与辐照量的关系即x(r)曲线示意图，如图2所示，该图表示了在辐照剂量水平下，器件对辐射敏感的电参数的均值，在低剂量时x也即漏电流基本没有变化，随着r越来越大，x下降或上升，x＝xth时器件电参数失效，对应的rth为器件电参数失效时的剂量。
图3本发明实施例提供的辐射损伤引起的性能不确定性与辐照量的关系即σ(r)曲线示意图，如图3所示，该图表示了电参数的不确定性，在累积剂量较小时，σ反映的是器件本身的不确定性，r上升，辐射造成的不确定性所占的比例增加，增大到一定程度不确定度将主要由辐射引起。
根据x(r)和σ(r)曲线可以得到器件在对应辐照剂量点下，参数均值e以及不确定度u的变化趋势，判断辐射损伤对参数的直观影响情况。
图4为本发明实施例提供的一种确定feram敏感参数的方法流程示意图；如图2所示，本发明实施例提供的一种确定feram敏感参数的方法包括以下步骤：
步骤101，从完成辐射的feram内回读第一数据，并将所述回读数据与在辐射之前写入所述feram内的第二数据进行匹配，将匹配合格的所述feram确定为第一feram；
步骤102，每到设定的辐射剂量点时，通过测试仪器获取所述第一feram的dc参数和ac参数，通过qmu公式分别对所述dc参数和所述ac参数进行分析，当根据qmu公式确定的可信度比值小于1时，确定所述dc参数或所述ac参数内包括的一个参数性能失效。
在步骤101之前，需要先对进行辐射的feram进行相关处理，包括：先对feram进行筛选，再对筛选后的feram进行辐照，最后对辐照后的feram进行测试。
具体地，对feram进行加电测试，比如，在设定的电压下向feram写入第三数据，然后从写入第三数据的feram内进行回读，获取第四数据，然后将第三数据和第四数据进行匹配比较，确定每个feram对应的第四数据和第三数据是否一致，若feram对应的第四数据和第三数据一致，则确认该feram可以进行正常读写，即该可以正常读写的feram为正常的feram；相应地，若feram对应的第四数据和第三数据不一致，则确认该feram不能进行正常的读写，即该不能正常读写的feram为存在故障的feram。比如，在本发明实施例中，在设定的电压下向feram写入第三数据，可以是在3.3v的电压下向feram写入数据55h，相应地，从写入数据55h的feram内回读到的第四数据若是数据55h，则认为该feram正常，若回读到的第四数据不是数据55h，则认为该feram存在故障。在本发明实施例中，对设定电压的具体数量不做限定，相应地，对写入feram内的数据的具体类型也不做限定。
进一步地，将确定性能正常的feram在设定电压下写入所述第三数据，并将该feram通过辐射板设置在放置在铅/铝屏蔽盒内。
在步骤101中，在设定的电压下向多个feram内写入第二数据，并将写入第二数据的feram通过辐射板设置在放置在铅/铝屏蔽盒内。需要说明的是，feram在进行辐射前，写入feram内的第二数据可以是55h，在本发明实施例中，对写入feram器件内的第二数据的具体内容不做具体的限定。
在本发明实施例中，辐射板在放置在铅/铝屏蔽盒内的进行辐照时，60coγ辐照剂量率设置为50rad(si)/s。
进一步地，将辐射板放置在铅/铝屏蔽盒内之后，按照设定的工作方式以及设定的辐射剂量率下，对feram进行辐射，具体如下：
将放置在铅/铝屏蔽盒内芯片的工作方式设定为静态加电工作方式，比如，将feram的电源端接高电平3.3v，其余管脚接地。然后辐照至一定剂量点进行测试，其中，辐射剂量点依次包括以下：0krad，100krad，150krad，200krad，250krad，
进一步地，上述feram完成辐射后，依次对feram进行回读，将回读到的第一数据和辐射前feram内写入的第二数据进行匹配。具体地，确定每个feram对应的第一数据和第二数据是否一致，若feram对应的第一数据和第二数据一致，则确认该feram可以进行正常读写，即该可以正常读写的feram为正常的feram；相应地，若feram对应的第一数据和第二数据不一致，则确认该feram不能进行正常的读写，即该不能正常读写的feram为存在故障的feram。
进一步地，将匹配正常的feram确定为第一feram。
在步骤102中，每到设定的辐射剂量点时，通过测试仪器对第一feram进行测试，依次获取到第一feram的dc参数和ac参数，直至匹配不合格时结束试验。其中，dc参数可以包括以下一种或者多种组合：idd、isb、ili、ilo、vih、vil、voh、vol；ac参数也可以包括以下一种或者多种组合：tce、taa、toe、tcw、twp、tdw、taw。
进一步地，先通过feram芯片数据手册查询上述多个dc参数和ac参数正常的工作范围，比如，通过查询feram芯片数据手册，可以确定以下几个参数的工作范围：ili小于1ua，isb小于0.15ma，vol小于0.2v。
通过qum公式对上述多个ac参数和dc参数进行一一判断，
通过实验数据的测定可以得到实际工作状态时不同剂量下参数值，可以得到对应辐照剂量点下x(r)的变化曲线，求出所有参数的x(r)即参数的均值。
由实验数据处理获得的实际工作状态时参数值，得到器件对应辐照剂量点下σ(r)的变化曲线，求出所有参数的σ(r)标准差即不确定度u。
根据x(r)和σ(r)曲线，得到器件在对应辐照剂量点下参数均值e以及不确定度u的变化趋势，判断辐射损伤对参数的直观影响情况。
由参数失效阈值，以及实际工作状态时的实验数据测定参数值，得到裕量m。
最终得到可信度比值q，然后进行判断。
利用公式q＝m/u，来量化，当q>1时性能良好；q＝1时在良好与失效的临界边缘；q<1时器件参数失效。
表1不同辐照累积剂量下漏电流的qmu可信度比值
图5本发明实施例提供的漏电流的x(r)与σ(r)曲线示意图，如图5所示，该图给出了漏电流的x(r)与σ(r)曲线，由图可以看出漏电流随着累积剂量的增加而增加，而且变化趋势不小，也就是说，60coγ辐照造成feram的漏电流增大对整个feram的影响较大。不确定度随着辐射累积剂量的增加而增加，说明辐射损伤加剧了漏电流的不确定性，加剧了漏电流的分散性，在表1中定量给出了不同累积剂量下漏电流的均值、不确定度和可信度比值。由表1中可以看出漏电流的抗总剂量阈值<200krad(si)。
表2不同辐照累积剂量下静态功耗电流的qmu可信度比值
图6给出了静态功耗电流的x(r)与σ(r)曲线，即静态功耗电流及不确定度随总剂量的变化曲线，它们随总剂量的增加而增加，增加比较明显，漏电流的递增是功耗电流增大的主要原因。通过表2定量给出了不同累积剂量下静态功耗电流的均值、不确定度和可信度比值。参数正常工作时要求静态功耗电流小于0.15ma，在100krad(si)时，均值增加到1.3332ma，比阈值要大得多，说明静态功耗电流比较敏感，比漏电流敏感，它的抗总剂量失效阈值<100krad(si)。
表3不同辐照累积剂量下输出低电压的qmu可信度比值
图7给出了输出低电压的x(r)与σ(r)变化曲线，输出低电压及不确定度，它们随总剂量的增加而只是有轻微的增加，输出低电压对总剂量不敏感。而通过表3定量给出了不同累积剂量下输出低电平的均值、不确定度和可信度比值。参数正常工作时要求输出低电平小于0.2v，在250krad(si)时，均值增加到0.00598575v，比阈值要小得多，说明输出低电平抗总剂量能力较强。
基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种确定feram敏感参数的装置，由于该装置解决技术问题的原理与一种确定feram敏感参数的方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
图8为本发明实施例提供的一种确定feram敏感参数的装置结构示意图，如图8所示，该装置包括：第一确定单元801和第二确定单元802。
第一确定单元801，用于从完成辐射的feram内回读第一数据，并将所述回读数据与在辐射之前写入所述feram内的第二数据进行匹配，将匹配合格的所述feram确定为第一feram；
第二确定单元802，每到设定的辐射剂量点时，用于通过测试仪器获取所述第一feram的dc参数和ac参数，通过qmu公式分别对所述dc参数和所述ac参数进行分析，当根据qmu公式确定的可信度比值小于1时，确定所述dc参数或所述ac参数内包括的一个参数性能失效。
优选地，所述dc参数包括以下一种或者多种组合：idd，isb，ili，ilo，vih，vil，voh，vol；
所述ac参数包括以下一种或者多种组合：tce、taa、toe、tcw、twp、tdw、taw。
优选地，所述qmu公式为：
q＝m/u
其中，q为可信度比值，m为性能裕量，u为性能评估的不确定度。
优选地，所述第一确定单元801还用于：
通过对所述feram进行加电测试，将确定性能正常的所述feram在设定电压下写入所述第三数据，并将所述feram通过辐射板设置在屏蔽盒内进行辐照，其中，辐照剂量率为50rad/s。
应当理解，以上一种确定feram敏感参数的装置包括的单元仅为根据该设备装置实现的功能进行的逻辑划分，实际应用中，可以进行上述单元的叠加或拆分。并且该实施例提供的一种确定feram敏感参数的装置所实现的功能与上述实施例提供的一种确定feram敏感参数的方法一一对应，对于该装置所实现的更为详细的处理流程，在上述方法实施例一中已做详细描述，此处不再详细描述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。