基于三模冗余加固单粒子翻转的存储器、加固方法技术

本发明专利技术适用于微电子集成电路设计技术领域，提供了一种基于三模冗余加固单粒子翻转的存储器，包括表决器，分别连接在表决器输入端的三个数据输出通路，以及连接在所述表决器输出端的输出缓冲模块；工作时，当三个数据输出通路中的一个或两个通路受到重离子轰击时，输出缓冲模块的输出正常。本发明专利技术提供的存储器采用三模冗余加固单粒子翻转效应以减弱PROM对于辐照的敏感度，提高PROM应用的可靠性；在辐射环境中受到辐照的影响被削弱，PROM器件对单粒子效应的敏感度降低，提高了PROM在辐射环境下的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子集成电路设计
，尤其涉及一种基于三模冗余加固单粒子翻转的存储器及对其进行加固的方法。
技术介绍
可编程只读存储器(PROM)由于其稳定的可靠性，广泛应用于航空、航天领域。宇航环境中存在大量的高能带电离子，这些高能带电离子能够使半导体器件发生单粒子效应，从而影响到器件的可靠性。单粒子效应是指辐射中的高能带电离子在穿过电子器件敏感区时，能量沉积，产生大量的电子-空穴对，并在漂移过程中分别被N区和P区所收集，从而产生瞬态脉冲，影响到敏感器件的状态。PROM中存储单元、灵敏放大器、逻辑电路都容易受到单粒子效应的影响，使PROM应用时输出错误数据。PROM存储器结构由译码电路WL、存储单元、灵敏放大器、逻辑电路及输出缓冲组成(如图1 (a)所示)。在航空应用环境中，存在大量的高能带电离子，PROM存储单元一般具备防单粒子特点，但是随着工艺尺寸缩小，外围逻辑电路加固更加困难；PROM中存储单元在离子的重击下容易出现数据检测错误的情况发生(如图1 (b)所示)，从而影响PROM的读取数据；PR0M中灵敏放大器对辐照环境相当敏感，在离子的重击下极易出现数据检测错误的情况发生(如图1 (c)所示)，从而影响PROM的读取数据；PR0M中逻辑电路，由于离子注入时会产生瞬态的脉冲，从而影响到逻辑电路的逻辑状态，使PROM读取状态出错(如图1Cd)所示)。可见如果不对PROM进行辐照加固处理，PROM存储器在辐射环境中的可靠性会大打折扣。
技术实现思路
本专利技术实施例 的目的在于提供一种基于三模冗余加固单粒子翻转的存储器，旨在解决现有的PROM存储器对辐照环境很敏感导致在离子的重击下极易出现数据检测错误的问题。本专利技术提供了一种基于三模冗余加固单粒子翻转的存储器，包括表决器，分别连接在表决器输入端的三个数据输出通路，以及连接在所述表决器输出端的输出缓冲模块；工作时，当三个数据输出通路中的一个或两个通路受到重离子轰击时，输出缓冲模块的输出正常。更进一步地，依次连接的译码电路、存储单元、灵敏放大器和逻辑电路构成一个数据输出通路。本专利技术还提供了一种对上述的存储器进行加固的方法，包括下述步骤:当三个数据输出通路的任意一个通路中的存储单元受到重离子轰击时，所述存储单元输出位线发生翻转使得灵敏放大器的输出和逻辑电路的输出发生翻转；另外两个通路的输出均正常使得所述存储器的输出数据正常；当三个数据输出通路的任意一个通路中的灵敏放大器受到重离子轰击时，所述灵敏放大器的输出发生翻转使得逻辑电路的输出发生翻转；另外两个通路的输出均正常使得所述存储器的输出数据正常；当三个数据输出通路的任意一个通路中的逻辑电路受到重离子轰击时，所述逻辑电路的输出发生翻转，另外两个通路的输出均正常使得所述存储器的输出数据正常。本专利技术提供的存储器采用三模冗余加固单粒子翻转效应以减弱PROM对于辐照的敏感度，提高PROM应用的可靠性；在辐射环境中受到辐照的影响被削弱，PROM器件对单粒子效应的敏感度降低，提高了 PROM在辐射环境下的可靠性。附图说明图1 (a)是现有技术提供的PROM存储器的模块结构示意图；图1 (b)是现有技术提供的PROM存储器中存储单元受到重离子轰击时PROM输出数据情况图；图1 (C)是现有技术提供的PROM存储器中灵敏放大器受到重离子轰击时PROM输出数据情况图；图1 (d)是现有技术提供的PROM存储器中逻辑电路受到重离子轰击时PROM输出数据情况图；图2是本专利技术实施例提供的基于三模冗余加固单粒子的存储器的模块结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的基于三模冗余加固单粒子的存储器的存储单元受到重离子轰击时PROM输出数据情况图； 图4是本专利技术实施例提供的基于三模冗余加固单粒子的存储器的灵敏放大器受到重离子轰击时PROM输出数据情况图；图5是本专利技术实施例提供的基于三模冗余加固单粒子的存储器的逻辑电路受到重离子轰击时PROM输出数据情况图；图6是本专利技术实施例提供的基于三模冗余加固单粒子的存储器的灵敏放大器和灵敏放大器同时受到重离子轰击时PROM输出数据情况图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图2示出了本专利技术实施例提供的基于三模冗余加固单粒子的存储器的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分，详述如下:基于三模冗余加固单粒子的存储器包括译码电路、存储单元、灵敏放大器、逻辑电路、表决器和输出缓冲电路；译码电路1、译码电路2及译码电路3的三路数据端WL0、WL1、WL2分别接到存储单元1、存储单元2及存储单元3 ;存储单元I的位线BLO接灵敏放大器I ;灵敏放大器I的输出端QO接逻辑电路I ;逻辑电路I的输出端DO接表决器模块。同样的，存储单元2的位线BLl接灵敏放大器2 ;灵敏放大器2的输出端QO接逻辑电路2 ;逻辑电路2的输出端DO接表决器模块。存储单元3的位线BL2接灵敏放大器3 ;灵敏放大器3的输出端Q2接逻辑电路3 ;逻辑电路3的输出端DO接表决器模块；表决器的输出端D与输出缓冲模块连接。输出缓冲模块输出PROM的数据Dout。其中译码电路1、存储单元1、灵敏放大器I和逻辑电路I组成第一个数据输出通路，译码电路2、存储单元2、灵敏放大器2和逻辑电路2组成第二个数据输出通路，译码电路3、存储单元3、灵敏放大器3和逻辑电路3组成第三个数据输出通路。三个通路最终通过表决器产生输出，送到输出缓冲模块。本专利技术提供的存储器采用三模冗余加固单粒子翻转效应以减弱PROM对于辐照的敏感度，提高PROM应用的可靠性；在辐射环境中受到辐照的影响被削弱，PROM器件对单粒子效应的敏感度降低，提高了 PROM在辐射环境下的可靠性。为了更进一步的说明本专利技术实施例提供的存储器，参照图3至图6并结合具体的实施方案对本专利技术作一些详细的阐述。本专利技术采用三模冗余加固单粒子效应的PROM存储器结构包括译码电路、存储单元、灵敏放大器、逻辑电路、表决器和输出缓冲模块如图5。由于存储单元、灵敏放大器、逻辑电路在辐射环境中容易受到影响，从而采用三路完全相同的通路来构成三模冗余，降低辐照产生的影响。译码电路1、存储单元1、灵敏放大器I和逻辑电路I组成第一个通路。译码电路2、存储单元2、灵敏放大器2和逻辑电路2组成第二个通路。译码电路3、存储单元3、灵敏放大器3和逻辑电路3组成第三个通路。利用本专利技术三模冗余加固后，对第三个通路中的存储单元3进行重离子轰击，存储单元3输出BL2发生翻转，从而灵敏放大器3 输出Q2和逻辑电路输出D2发生翻转。但是另外两个通路DO、Dl输出正常，最终PROM输出数据Dout正常。利用本专利技术三模冗余加固后，对第三个通路中的灵敏放大器3进行重离子轰击，灵敏放大器3输出Q2发生翻转，从而逻辑电路输出D2发生翻转。但是另外两个通路DO、Dl输出正常，最终PROM输出数据Dout正常。利用本专利技术三模冗余加固后，对第三个通路中的逻辑电路3进行重离子轰击，逻辑电路3输出D2发生翻转。但是另外两个通路D0、D1输出正常，最终PROM输出数据Dout正常。利用同样方法可验证:第一、二、三通路中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于三模冗余加固单粒子翻转的存储器，其特征在于，包括表决器，分别连接在表决器输入端的三个数据输出通路，以及连接在所述表决器输出端的输出缓冲模块；工作时，当三个数据输出通路中的一个或两个通路受到重离子轰击时，输出缓冲模块的输出正常。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓玉良，卢国新，李洛宇，孙博文，罗春华，李孝远，
申请(专利权)人：深圳市国微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：