本发明涉及一种铁电存储器的抗单粒子扰动的加固方法，尤其适用于由质子造成的单粒子扰动加固。
背景技术：
铁电存储器作为新型存储器中的一种，与传统存储器不同的是在掉电后还能继续保持数据，并且由于铁电存储器具有优越的性能：高读写次数、快读写速度、超低功耗以及其优良的抗辐射性能，使其成为现代存储器研究过程的潮流。
铁电存储器是cmos工艺和铁电薄膜技术的结合，其中，铁电存储器分为铁电随机存储器(fram)和铁电场效应晶体管(feeft)，它们都是利用铁电材料的自发极化特性来实现数据的存入和读出。
单粒子扰动现象是指单个高能粒子入射半导体材料存储器中，沿着单个粒子入射路径方向与硅材料发生电离，在其径迹周围形成大量电荷云，在沉积电荷达到临界电荷时，就会使电路的状态发生改变。比如使存储器单元发生逻辑翻转，严重时会造成cmos电路的闩锁，致使整个系统无法进行。随着集成电路技术的发展，器件的特征尺寸越来越小，进而使器件翻转所需的电荷越来越接近粒子的沉积电荷，所以抗粒子扰动的加固工作变得越来越严重。
因此，如何提供一种铁电存储器抗单粒子扰动的加固方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种铁电存储器抗单粒子扰动的加固方法，在不变动器件内部版图信息，不另外添加抗辐照电路，不影响器件使用功能的前提下利用中子预处理的办法提高铁电存储器抗扰动性能。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种铁电存储器的抗单粒子扰动的加固方法，利用中子对铁电存储器进行预辐照的具体步骤为：
s1：将铁电存储器的管脚短接；
s2：选择等效能量为106ev的中子束，且注量为1013/cm2～1014/cm2；
s3：将步骤s2中的所述中子束对步骤s1中的所述铁电存储器进行辐照，当达到步骤s2的所述注量时停止辐照。
进一步，在步骤s1中，用杜邦线将所述铁电存储器管脚短接。
进一步，还包括以下步骤：
s4：将经过步骤s1、步骤s2和步骤s3辐照后的铁电存储器焊接到印刷电路板中，测试铁电存储器是否实现正常的读出和写入功能，剔除功能异常的铁电存储器，将功能正常的铁电存储器作为实验组；
s5：设置一组未经中子进行预辐照的铁电存储器，并焊接到印刷电路板中，测试铁电存储器是否实现正常的读出和写入功能，剔除功能异常的铁电存储器，将功能正常的铁电存储器作为对照组；
s6：选择能量为5×107ev～9×107ev的质子束，且注量率为1×106/cm2·s～5×107/cm2·s；
s7：将步骤s4和步骤s5筛选出功能正常的实验组铁电存储器和对照组铁电存储器同时写入单片机中，执行每个周期的循环读出操作，当读出操作开始时，打开步骤s6中的质子束，将对照组和实验组同时在能量以及注量率均相同的质子束下进行辐照，当注量累计到1×108/cm2～1×109/cm2时停止辐照，得到实验组和对照组的扰动截面。
进一步，步骤s7中的单片机为5555单片机。
本发明的有益效果是：
1)本发明提出的加固方法为外部加固方法，不需要改变器件的版图信息，不需要改变器件加工工艺参数，不需要通过添加抗辐照功能电路来达到目的，操作简单，特别适用于商用器件。
2)本发明设计的中子束流设备的应用较为成熟，操作过程简单稳定。
3)本发明可以适用于中小批量的加固，对不同型号的铁电存储器的加固工作可以同时进行，相对于改变器件内部版图信息的加固方式，成本较低。
4)本发明产生的加固效果明显，相对未加固的器件，中子预辐照后的器件扰动截面明显降低，结果可靠。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种铁电存储器的抗单粒子扰动的加固方法流程图；
图2附图为本发明实施例1的流程图；
图3附图为2t2c型号的铁电存储器存储单元结构示意图；
图4附图为本发明用5×1013ev质子测试的加固效果示意图；
图5附图为本发明用7×1013ev质子测试的加固效果示意图；
图6附图为本发明用9×1013ev质子测试的加固效果示意图；
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。
本发明实施例公开了一种铁电存储器抗单粒子扰动的加固方法，参见附图3，铁电存储器是cmos工艺和铁电薄膜技术的结合，字线wl连接着cmos管的栅极，当wl上的电压升高时，意味着存储器寻址到此单元，使得该单元可以被外围电路所访问，可以进行读出、写入操作。当板线pl电压升高时，铁电电容的电压值从位线bl上流出，外围逻辑电路读出该单元的数据。如果累计的电流扰动发生在连接bl线的外围电路上，那么该部分的功能电路不能正确得识别存储单元读出的数据。
需要说明的是，铁电存储器的灵敏区域在外围电路而不是存储单元，当扰动电流出现外围电路中会出现大量的扰动错误。
一种铁电存储器抗单粒子扰动的加固方法，包括以下步骤：
s1：选择未做处理的铁电存储器，分成两组，一组为实验组，一组为对照组，用杜邦线将实验组铁电存储器的管脚全部短接起来；
s2：选择等效能量为106ev的中子束，注量选择为1013/cm2～1014/cm2的束流参数；
s3：用步骤s2的中子束流对步骤s1中的实验组进行辐照，当达到步骤s2中的注量要求时停止辐照；
s4：将经过步骤s3处理后的实验组、对照组分别焊到印刷电路板上，测试是否能对存储器实现正常的读出和写入功能，且保证读出的数据与写入的数据一致，剔除功能异常的器件，剔除功能异常的器件之后，此时需要保持实验组和对照组功能正常的器件数量一致；
s5：选择能量5×107ev～9×107ev的质子束，注量率为1×106/cm2·s～5×107/cm2·s；
s6：将步骤s4中的功能正常的对照组和实验组铁电存储器写入5555单片机中，然后执行每个周期的循环读出操作，当读出操作刚开始的时候，打开步骤s5中选择的质子束流，将对照组和实验组在能量以及注量率均相同的质子束下进行辐照，当注量累计到1×108/cm2～1×109/cm2时停止辐照，得到实验组以及对照组的扰动截面。
本发明的原理为：用中子对铁电存储器进行一次预辐照，当中子入射半导体材料时，由于中子不带电，它的穿透能力极强，可以充分地靠近半导体材料原子的原子核，与原子核发生弹性碰撞，半导体材料的晶格原子在与中子碰撞的过程中获得能量，离开它原本的位置成为间隙原子，原来的位置上留下一个空位，形成弗伦科尔缺陷。
当质子入射半导体材料中，通过核反应产生次级粒子，如重离子，重离子直接电离产生大量的电子空穴对，由于中子预辐照在铁电存储器内产生位移效应，留下了大量的弗伦科尔缺陷，在这些缺陷的位置吸引一些电子空穴对进行复合，使复合率增加，减低了少数载流子的寿命，导致电荷聚集数量减少，达到抗单粒子扰动的效果。
需要说明的是，中子、质子与半导体材料发生的反应都是通过与晶格原子发生弹性碰撞的过程，因此中子和质子在一些情况下的辐照效果可以进行等效。半导体材料晶体中一些原子发生了弹性碰撞，偏离原先的位置，当相同注量的较低能量的质子再次入射该晶体内，发生弹性碰撞的概率变小。也就是说中子的预辐照提高了入射质子引发核反应的能量阈值，使得铁电存储器达到抗单粒子扰动的加固效果。
实施例1，一种铁电存储器抗单粒子扰动的加固方法包括以下步骤：
s1：选取铁电存储器样品若干，其型号为fm22l16，为了比较本发明中铁电存储器抗单粒子扰动加固方法的效果，将这些样品分为两组，一组为实验组，一组为对照组；
s2：进行中子预辐照的实验，将实验组中所有铁电存储器的管脚短接，放在等效能量为106ev的中子束流中辐照至1×1013/cm2的注量；
s3：辐照结束后，将实验组所有铁电存储器焊在pcb板子上，加上电后，测试经过辐照后的铁电存储器是否能够向存储器中写入数据，是否能从存储器中读出数据，并且读出的数据与写入的数据一致，如果器件不能实现正常的读写功能，需要将其剔除，留下能正常读写的铁电存储器；
s4：:对照组同样将其焊在电路板上测试读写功能，剔除功能异常的器件，留下能正常读写的铁电存储器；
s5：因为fm22l16型号的铁电存储器为16位，所以将对照组和实验组正常的铁电存储器同时写入数据5555单片机中；
s6：用质子检测铁电存储器的单粒子扰动情况，选择能量分别为5×1013ev、7×1013ev和9×1013ev的质子束，注量率为1×106/cm2·s～5×107/cm2·s，当注量累计到1×108/cm2～1×109/cm2时停止辐照；
s7：重复步骤s6，直至将所有的实验组和对照组器件在步骤s6选择的不同能量的质子束下完成辐照，得到不同能量下的扰动截面。
如附图4、附图5和附图6，分别为5×1013ev、7×1013ev和9×1013ev能量下的质子测试的加固效果图。从图中可以看到实验组的器件在辐照过程中产生的数据扰动幅度大大减小了，实际上图中的数据扰动波代表了铁电存储器中外围电路中由单粒子产生扰动的电流波动。实验组的电流波动的峰值比对照组的峰值明显减低，可以认为是中子产生的缺陷加速了空穴电子对的复合，减小了少数载流子的寿命，导致电荷聚集数量减少，扰动电流的峰值降低。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。