非易失性阻變存儲(chǔ)器總劑量效應(yīng)試驗(yàn)研究

常思遠(yuǎn) 楊生勝 文 軒 安 恒 王 鷁 曹 洲 銀 鴻

（蘭州空間技術(shù)物理研究所空間環(huán)境材料行為與評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 蘭州730000）

星載存儲(chǔ)器是航天器電子系統(tǒng)的重要組成部分，在航天器飛行任務(wù)的完成中有著很重要的作用。在地球空間環(huán)境中，航天器在軌會(huì)遭遇來(lái)源于太陽(yáng)輻射和星際空間輻射等輻射環(huán)境，包括粒子輻射和太陽(yáng)電磁輻射，這些輻射環(huán)境受太陽(yáng)活動(dòng)的調(diào)制。其中，粒子輻射環(huán)境主要由電子、質(zhì)子、少量的重離子等組成，主要來(lái)源于地球輻射帶、太陽(yáng)宇宙射線和銀河宇宙射線。這樣的輻射環(huán)境能夠引發(fā)一些材料和器件的單粒子效應(yīng)、總劑量效應(yīng)、位移損傷效應(yīng)、表面充放電效應(yīng)和內(nèi)帶電效應(yīng)等，從而引起材料和器件性能退化甚至功能失效［1］。星載存儲(chǔ)器除了要能夠保證完成本身存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的功能外，還要能夠適應(yīng)惡劣的空間輻射環(huán)境。因此，對(duì)性能優(yōu)良且適應(yīng)空間輻射環(huán)境的存儲(chǔ)器的探索就成為了一項(xiàng)重要工作。阻變存儲(chǔ)器（Resistive Random Access Memory，RRAM）是一種利用阻變材料的阻變效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的新型非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。作為一種新型的非易失性存儲(chǔ)器，阻變存儲(chǔ)器憑借其良好的微縮性、非易失性、與傳統(tǒng)CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）工藝兼容、低功耗、較快的讀寫速度等特點(diǎn)在眾多新型存儲(chǔ)器中脫穎而出，被業(yè)內(nèi)普遍看好，具有良好的發(fā)展前景和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。然而，目前對(duì)于阻變存儲(chǔ)器在空間環(huán)境中輻射效應(yīng)的研究目前仍相對(duì)較少。RRAM 作為一種MOS工藝電子器件，應(yīng)該優(yōu)先考慮其在空間輻射環(huán)境中的輻射電離效應(yīng)。關(guān)于阻變存儲(chǔ)器輻射電離效應(yīng)的研究，國(guó)外的相關(guān)研究已經(jīng)表明：阻變存儲(chǔ)器中的多數(shù)材料的阻變?cè)哂蟹浅：玫目馆椛湫阅埽鴮?duì)完整器件的研究相對(duì)較少；國(guó)內(nèi)對(duì)阻變存儲(chǔ)器的空間輻射研究尚處于探索階段。在本次研究中，著重對(duì)阻變存儲(chǔ)器在空間環(huán)境中的總劑量效應(yīng)展開(kāi)試驗(yàn)研究。首先，在選擇好試驗(yàn)器件后，經(jīng)過(guò)初步的理論分析對(duì)RRAM失效的機(jī)理作出假設(shè)，然后設(shè)計(jì)針對(duì)性的輻照試驗(yàn)，測(cè)量RRAM在不同輻照累計(jì)劑量時(shí)的功能，由試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證RRAM失效機(jī)理假設(shè)的正確性。希望通過(guò)對(duì)RRAM 總劑量效應(yīng)失效機(jī)理的試驗(yàn)研究，能夠?yàn)镽RAM的抗輻射設(shè)計(jì)和輻射加固保證提供理論依據(jù)以及RRAM 在空間環(huán)境中的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 阻變存儲(chǔ)器工作原理

與人們較為熟知的Flash存儲(chǔ)器利用MOS管柵極存儲(chǔ)電荷的多少表示數(shù)字邏輯上的“1”和“0”不同，RRAM 具有全新的結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)原理。目前市場(chǎng)上主流的性能良好的RRAM 是以1T1R（One Transistor One Resistor）結(jié)構(gòu)（圖1）作為二進(jìn)制存儲(chǔ)單元的，1T1R 結(jié)構(gòu)的二進(jìn)制存儲(chǔ)單元由一個(gè)MOS管和一個(gè)阻變?cè)╮esistor）組成，其中阻變?cè)鎯?chǔ)二進(jìn)制信息，MOS管來(lái)作為選通管來(lái)控制阻變?cè)臓顟B(tài)，并將被選擇的阻變?cè)綦x。一系列1T1R 結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)單元通過(guò)字線和位線的電路連接組成存儲(chǔ)陣列，再加上地址譯碼器和讀/寫控制電路等外圍電路構(gòu)成一塊完整的阻變存儲(chǔ)器。

圖1 RRAM中1T1R結(jié)構(gòu)的二進(jìn)制存儲(chǔ)單元Fig.1 Diagram of binary storage unit of 1T1R structure in RRAM

阻變?cè)缮舷码姌O和中間的電阻轉(zhuǎn)變層組成，如圖2所示。

圖2 阻變?cè)Y(jié)構(gòu)Fig.2 Structure diagram of resistive switching element

上下電極為金屬或?qū)щ娐瘦^高的薄膜材料，中間電阻轉(zhuǎn)變層為絕緣材料，該材料一般選用二元或者多元的氧化物，如AlOx、SiOx、TaOx、NiOx、HfOx、TaOx以及WOx［2］等，這些材料均對(duì)輻射總劑量效應(yīng)不敏感［3-6］。在RRAM中，通過(guò)其阻變?cè)须娮柁D(zhuǎn)變層電阻值的高低狀態(tài)來(lái)表示數(shù)字邏輯上的“0”和“1”，通常用高電阻值狀態(tài)（High Resistance State，HRS）來(lái)表示邏輯“0”，而用低電阻值狀態(tài)（Low Resistance State，LRS）來(lái)表示邏輯“1”。電阻轉(zhuǎn)變層電阻值狀態(tài)的改變是通過(guò)在阻變?cè)啥耸┘硬煌妷旱碾妶?chǎng)而達(dá)到的。在施加set電壓（Vset）時(shí)，中間電阻轉(zhuǎn)變層的電阻由高電阻值狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娮柚禒顟B(tài)；在施加reset電壓（Vreset）時(shí)，電阻轉(zhuǎn)變層的電阻由低電阻值狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娮柚禒顟B(tài)。這樣，電阻轉(zhuǎn)變層高低電阻值狀態(tài)的可逆變換就對(duì)應(yīng)著數(shù)字邏輯上“0”和“1”的轉(zhuǎn)變。另外，阻變?cè)趧傊苽涑晒r(shí)的初始狀態(tài)為高電阻值狀態(tài)，其阻值比HRS更大。所以，為了使阻變?cè)軌蜻M(jìn)入到高低阻態(tài)的可逆循環(huán)之中，需要在阻變?cè)啥耸┘右粋€(gè)電壓大于Vset的forming 電壓（Vforming）［7-8］。RRAM 正是充分利用了阻變?cè)母叩碗娮柚禒顟B(tài)來(lái)存儲(chǔ)二進(jìn)制信息的。

2 試驗(yàn)研究器件選擇

試驗(yàn)研究中選擇的阻變存儲(chǔ)器為日本富士通半導(dǎo)體公司的MB85AS4MT 器件，該器件是一款較新發(fā)布的商業(yè)器件，器件中存儲(chǔ)單元采用1T1R 結(jié)構(gòu)，阻變?cè)凶枳儾牧蠟镠fO2，對(duì)總劑量效應(yīng)具有很好的免疫性，器件的特征參數(shù)如表1所示。

表1 MB85AS4M器件特征參數(shù)Table 1 Characteristic parameters of MB85AS4M device

該器件由4 Mb存儲(chǔ)陣列及外圍電路組成，存儲(chǔ)陣列周圍的外圍電路包括地址譯碼器、讀/寫控制電路和串行輸入輸出接口等模塊，器件電路結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 MB85AS4MT器件電路結(jié)構(gòu)Fig.3 Block diagram of MB85AS4MT device circuit structure

3 RRAM 總劑量效應(yīng)試驗(yàn)及失效機(jī)理分析

3.1 RRAM失效機(jī)理初步分析

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的電路實(shí)質(zhì)是集成電路，通常包括幾個(gè)具有不同功能的電路模塊。每個(gè)電路模塊都有可能受到輻射的影響發(fā)生電路性能退化或者功能失效，從而影響整個(gè)器件的性能或功能［9-10］。對(duì)于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器輻射失效的分析，應(yīng)找到失效發(fā)生的電路模塊以及該模塊電路發(fā)生失效的具體原因。RRAM 的功能包括讀取數(shù)據(jù)和寫入數(shù)據(jù)，其性能包括存儲(chǔ)窗口、開(kāi)關(guān)速度及耐受性等，這些都可能受到總劑量效應(yīng)的影響，使性能退化或功能失效。其中，對(duì)RRAM 讀取數(shù)據(jù)功能的輻照試驗(yàn)相較而言更容易開(kāi)展，而且，通過(guò)對(duì)讀取數(shù)據(jù)功能失效的試驗(yàn)以及失效機(jī)理分析可以對(duì)器件的輻射效應(yīng)形成本質(zhì)上的認(rèn)識(shí)，從而對(duì)RRAM其他功能失效以及性能退化機(jī)理的研究提供依據(jù)。所以本次試驗(yàn)以輻照下RRAM數(shù)據(jù)讀取功能為主要測(cè)試對(duì)象。

RRAM 器件包括存儲(chǔ)陣列和外圍電路兩個(gè)部分。對(duì)于試驗(yàn)研究器件存儲(chǔ)陣列部分，其二進(jìn)制存儲(chǔ)單元為1T1R 結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)NMOS 晶體管和一個(gè)阻變?cè)?。已知阻變?cè)?duì)總劑量效應(yīng)不敏感，那么器件的總劑量效應(yīng)就應(yīng)從MOS 晶體管的總劑量效應(yīng)著手考慮。當(dāng)MOS器件被γ射線等輻照時(shí)，氧化層中會(huì)出現(xiàn)電子空穴對(duì)。這些電子空穴對(duì)一小部分會(huì)發(fā)生復(fù)合，其余的會(huì)通過(guò)擴(kuò)散/漂移離開(kāi)產(chǎn)生區(qū)域。在擴(kuò)散/漂移過(guò)程中，部分發(fā)生復(fù)合，其余一部分中的空穴被氧化層陷阱和界面態(tài)陷阱俘獲，形成氧化層陷阱電荷以及界面態(tài)陷阱電荷。其中，氧化層陷阱電荷引起閾值電壓負(fù)向漂移，界面態(tài)陷阱電荷引起閾值電壓正向漂移，但氧化物陷阱電荷密度大于界面態(tài)陷阱電荷密度，總體的結(jié)果是閾值電壓負(fù)向漂移。同時(shí)，陷阱電荷的存在會(huì)使得導(dǎo)電溝道中載流子數(shù)目增多，產(chǎn)生漏電流。另外，存儲(chǔ)陣列是基于NMOS集成電路工藝的，用于隔絕作用的場(chǎng)氧化層在總劑量效應(yīng)的作用下，也會(huì)積累正電荷，進(jìn)而在與場(chǎng)氧化層相鄰的Si 襯底表面反型形成新的漏電路徑，產(chǎn)生漏電流。由于場(chǎng)氧化層相對(duì)于柵氧化層厚很多，所以其產(chǎn)生的漏電流會(huì)相對(duì)大許多，柵氧化層和場(chǎng)氧化層在總劑量效應(yīng)作用下產(chǎn)生的漏電流如圖4中（1）和（2）所示［11-14］。

在分析了單個(gè)MOS管的總劑量效應(yīng)之后，展開(kāi)RRAM存儲(chǔ)單元總劑量效應(yīng)的分析。首先，在1T1R結(jié)構(gòu)的二進(jìn)制存儲(chǔ)單元中，MOS 晶體管作為選通管，起到開(kāi)關(guān)作用，閾值電壓漂移可能會(huì)引起未被選取存儲(chǔ)單元中MOS晶體管的異常打開(kāi)，影響到對(duì)同一位線上被選取存儲(chǔ)單元的正確讀?。黄浯?，產(chǎn)生的漏電流（1）和（2）升高到一定值時(shí)，會(huì)改變正常的讀電流值，影響到電路正常電平的輸出，進(jìn)而引起對(duì)相應(yīng)阻變?cè)钁B(tài)的誤讀。而MOS 晶體管柵氧化層較之于場(chǎng)氧化層薄很多，因此可初步假設(shè)總劑量效應(yīng)引起的閾值電壓漂移對(duì)器件功能的影響不及漏電流對(duì)器件功能的影響。

圖4 總劑量效應(yīng)作用下柵氧和場(chǎng)氧中產(chǎn)生的漏電流Fig.4 Leakage current generated in gate oxygen and field oxygen under the effect of total dose

對(duì)于外圍電路部分，外圍電路中各功能電路地址譯碼器、讀寫控制電路等在輻射劑量達(dá)到一定程度時(shí)候，同樣會(huì)因?yàn)槠渲械腗OS管閾值電壓漂移嚴(yán)重，漏電流過(guò)高失去其功能［8］。但是，與存儲(chǔ)陣列相比較，外圍電路在工藝上沒(méi)有較厚的場(chǎng)氧化層作為隔離層，不會(huì)產(chǎn)生比較大的漏電流。因此，可先假設(shè)RRAM 總劑量效應(yīng)輻照敏感單元為存儲(chǔ)陣列部分，即存儲(chǔ)陣列會(huì)先于外圍電路發(fā)生功能失效。在上述假設(shè)中漏電流的產(chǎn)生是引起RRAM 數(shù)據(jù)讀取功能失效的原因，所以，在試驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量RRAM 器件的工作電流。

3.2 試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)

本次試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)為自主研發(fā)的針對(duì)MB85AS 4MT器件的輻射效應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)，為了能夠測(cè)量器件的數(shù)據(jù)讀取功能和靜態(tài)工作電流，該測(cè)試系統(tǒng)具有以下功能：

1）可以在RRAM器件中寫入數(shù)據(jù)；

2）可以讀取在RRAM器件中寫入的數(shù)據(jù)；

3）能夠自動(dòng)將每次讀出的數(shù)據(jù)與初始寫入的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤地址及數(shù)量并記錄；

4）能夠?qū)崟r(shí)讀取器件的工作電流。

研制的測(cè)試系統(tǒng)基于STM32控制器實(shí)現(xiàn)，主要包括STM32 微控制器、數(shù)據(jù)讀寫控制、網(wǎng)口通信等功能模塊，實(shí)物圖如圖5所示。具體操作過(guò)程中，上位機(jī)輸入讀寫指令，經(jīng)網(wǎng)口通信進(jìn)入STM32微控制器，對(duì)數(shù)據(jù)讀寫電路實(shí)現(xiàn)控制，監(jiān)測(cè)存儲(chǔ)器內(nèi)部的數(shù)據(jù)邏輯狀態(tài)變化。

圖5 RRAM總劑量效應(yīng)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)Fig.5 Test system for RRAM total dose effect

3.3 RRAM總劑量效應(yīng)試驗(yàn)及失效機(jī)理分析

在RRAM 總劑量效應(yīng)試驗(yàn)中選用最常用的60Co γ 射線源作為輻照源［15］，輻照劑量率按照典型的輻照劑量率選取，本次實(shí)驗(yàn)選用輻照劑量率為75 rad（Si）·s-1。由于試驗(yàn)用的γ射線能量較低，不足以穿透器件的封裝材料，在試驗(yàn)前需要對(duì)器件進(jìn)行開(kāi)蓋處理，開(kāi)蓋處理后的器件用顯微鏡拍照得到的圖片如圖6 所示。試驗(yàn)測(cè)試采用原位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方式。

圖6 MB85AS4MT器件開(kāi)蓋處理后照片F(xiàn)ig.6 Photograph of MB85AS4MT device after removing the cover

首先，考慮器件在總劑量效應(yīng)下漏電流對(duì)器件數(shù)據(jù)讀取功能的影響。試驗(yàn)中選擇兩塊測(cè)試樣品，分別記錄他們的總劑量輻照試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)結(jié)束后統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析試驗(yàn)現(xiàn)象。

試驗(yàn)流程圖如圖7所示，具體試驗(yàn)流程如下：

1）試驗(yàn)前，初始化測(cè)試系統(tǒng)，并在樣品中寫入初始數(shù)據(jù)“55H（01010101）”；

2）確定輻射劑量率75 rad（Si）·s-1，開(kāi)始輻照試驗(yàn)；

3）輻照過(guò)程中，累計(jì)輻照累計(jì)劑量每增加10 krad（Si）時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)循環(huán)讀取數(shù)據(jù)，并與原始數(shù)據(jù)比較得到錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和地址，統(tǒng)計(jì)總錯(cuò)誤數(shù)，以及1→0的錯(cuò)誤數(shù)和0→1的錯(cuò)誤數(shù)；

4）輻照過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)器件的工作電流。

重復(fù)步驟3）、4），直至累計(jì)劑量達(dá)到試驗(yàn)要求，停止試驗(yàn)。

圖7 RRAM總劑量效應(yīng)試驗(yàn)流程圖Fig.7 Flowchart of total ionizing dose effects of RRAM test procedure

按照以上的試驗(yàn)流程，統(tǒng)計(jì)在輻照的總劑量效應(yīng)下試驗(yàn)樣品中數(shù)據(jù)發(fā)生的翻轉(zhuǎn)數(shù)，發(fā)現(xiàn)所有的翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象均為從“0”到“1”的翻轉(zhuǎn)，試驗(yàn)中記錄的翻轉(zhuǎn)數(shù)如表2 所示。通過(guò)計(jì)算得到數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)率如圖8所示。

由表1可知，器件的靜態(tài)工作電流10 μA。試驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輻照對(duì)器件工作電流的影響，得到器件的工作電流隨累積輻射劑量的變化情況如圖9所示，器件工作電流的增大可以反映出輻照下器件漏電流的產(chǎn)生以及增大現(xiàn)象。由于在樣品中寫入的初始數(shù)據(jù)均為“55H（01010101）”，同一位線上存儲(chǔ)單元中阻變?cè)淖钁B(tài)都相同，即使未被選取的存儲(chǔ)單元因MOS管閾值電壓漂移被異常選中，也不會(huì)影響對(duì)被選取字上存儲(chǔ)單元中阻變?cè)钁B(tài)的讀取，這樣有效地避開(kāi)了閾值電壓漂移對(duì)數(shù)據(jù)讀取時(shí)的影響。由圖8，在60Co γ射線輻照下RRAM樣品數(shù)據(jù)發(fā)生翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤的閾值在1～2 Mrad（Si）之間，之后隨著輻照累積劑量的增加，數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤增多，并且錯(cuò)誤翻轉(zhuǎn)均為從“0”到“1”的翻轉(zhuǎn)。同時(shí)，從圖9 可以看出，當(dāng)累積輻射劑量在1～2 Mrad（Si）之間時(shí)，RRAM 的工作電流也明顯地開(kāi)始升高，并隨著累計(jì)輻照劑量的增加，工作電流逐漸升高，說(shuō)明隨著累計(jì)劑量的增加，器件中產(chǎn)生的漏電流產(chǎn)生并逐漸升高。避開(kāi)MOS管電壓漂移引起數(shù)據(jù)讀取錯(cuò)誤的因素，以及考慮到數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)與工作電流明顯增大的同步性，足以說(shuō)明讀取數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)生翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤的原因?yàn)榭倓┝啃?yīng)作用下器件氧化層中積累的正電荷使得反型層產(chǎn)生的漏電流。漏電流增大了原讀電路中的電流，引起讀電路輸出電平升高，當(dāng)累積輻照劑量達(dá)到一定值時(shí)，漏電流的升高會(huì)使得讀電路輸出低電平升高到高電平，而高電平仍為高電平，這正好解釋了上述的統(tǒng)計(jì)結(jié)果中只發(fā)生存儲(chǔ)數(shù)據(jù)從“0”到“1”的翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

表2 試驗(yàn)讀取數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 2 Statistics of the number of flips in the data being read in the test

圖8 數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)率隨累計(jì)劑量的變化Fig.8 Variation of data rollover rate with cumulative dose

在分析RRAM 在總劑量效應(yīng)下漏電流對(duì)其數(shù)據(jù)讀取功能的影響之后，考慮器件在總劑量效應(yīng)下MOS管閾值電壓漂移對(duì)器件數(shù)據(jù)讀取功能的影響。總劑量效應(yīng)試驗(yàn)流程與漏電流對(duì)器件影響試驗(yàn)中的流程基本一致，不同之處在于給樣品中寫入的初始數(shù)據(jù)不同。本次在樣品中交叉輸入數(shù)據(jù)“55H”和“AAH”，即奇數(shù)次的字中輸入數(shù)據(jù)“55H”，偶數(shù)次的字中輸入數(shù)據(jù)“AAH”。在試驗(yàn)結(jié)束后，將統(tǒng)計(jì)到的試驗(yàn)結(jié)果與漏電流對(duì)器件影響試驗(yàn)中得到的結(jié)果進(jìn)行比較。統(tǒng)計(jì)得到的讀取數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率的結(jié)果與漏電流對(duì)器件影響試驗(yàn)中得到的結(jié)果非常近似，可見(jiàn)MOS 管閾值電壓對(duì)器件功能的影響程度低于漏電流對(duì)器件功能的影響。同時(shí)，也說(shuō)明之前認(rèn)為RRAM總劑量效應(yīng)輻照敏感單元為存儲(chǔ)陣列部分這個(gè)假設(shè)是正確的，所以，在RRAM中，存儲(chǔ)陣列是總劑量效應(yīng)的輻照敏感單元。

圖9 工作電流隨累積輻射劑量的變化Fig.9 Variation of working current with cumulative radiation dose

4 結(jié)語(yǔ)

本文選用了具有代表性的MB85AS4MT 器件作為實(shí)驗(yàn)器件。通過(guò)初步的理論分析，先假設(shè)在實(shí)驗(yàn)器件中MOS 管泄漏電流對(duì)器件數(shù)據(jù)讀取功能的影響高于MOS 管閾值電壓漂移對(duì)器件數(shù)據(jù)讀取功能的影響，且器件總劑量效應(yīng)的輻照敏感單元為存儲(chǔ)陣列。之后，選用60Co γ 射線源作為輻照源進(jìn)行總劑量效應(yīng)試驗(yàn)，對(duì)樣品輸入不同的初始數(shù)據(jù)：“55H”以及“55H”和“AAH”的交叉輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定輻照產(chǎn)生的漏電流是導(dǎo)致器件功能發(fā)生錯(cuò)誤的原因，即輻照使得場(chǎng)氧化層和柵氧化層產(chǎn)生陷阱電荷，陷阱電荷使得反型層中產(chǎn)生漏電流，進(jìn)而增大了原讀電路中的電流，引起讀電路輸出電平升高，當(dāng)累積輻照劑量達(dá)到一定值時(shí)，泄漏電流的增大會(huì)使得輸出低電平升高到高電平，只發(fā)生存儲(chǔ)數(shù)據(jù)從“0”到“1”的翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。另外，試驗(yàn)結(jié)果也說(shuō)明了總劑量效應(yīng)的輻照敏感單元為存儲(chǔ)陣列。本次研究表明：MB85AS4MT 器件具有良好的抗總劑量輻射能力，同時(shí)，通過(guò)在RRAM 中輸入不同的初始數(shù)據(jù)來(lái)起到控制變量的作用，而且取得了很好的效果。相信本次研究中采用的試驗(yàn)方法以及對(duì)器件損傷機(jī)理的分析能夠?yàn)橐院笃渌鸕RAM 器件輻射效應(yīng)的研究提供參考價(jià)值。