Kwestia odporności na działanie promieniowania wkracza w erę kosmiczną
Przestrzeń kosmiczna, w której panuje wysokie promieniowanie, jest poważnym zagrożeniem dla podzespołów elektronicznych o decydującym znaczeniu oraz urządzeń przeznaczonych do stosowania poza atmosferą ziemską. W komunikacji satelitarnej oraz obserwacjach Ziemi niezbędna jest duża pojemność pamięci, a przy tym obowiązują rygorystyczne ograniczenia zużycia energii elektrycznej. Odporne na promieniowanie, programowalne i kasowalne pamięci trwałe są zapowiedzią największego przełomu tam, gdzie obecnie stosowane są pamięci jednokrotnie programowalne. Założeniem finansowanego przez UE projektu "Development of rad hard non-volatile flash memories for space applications" (SKYFLASH)(odnośnik otworzy się w nowym oknie) było opracowanie i zaprojektowanie odpornych na promieniowanie pamięci flash. Partnerzy projektu skoncentrowali działania na opracowaniu pamięci trwałych poprzez zastosowanie reguł sprawdzających się w przypadku ziemskich technologii pamięci. Ściślej mówiąc, opracowali metodę konstrukcyjnego uodparniania na działanie promieniowania (radiation-hardening-by-design — RHBD), wykorzystując procesy krzemowe związane z komplementarnymi półprzewodnikami tlenkowymi (CMOS). Metoda RHBD zapewnia odporność elementów elektronicznych na niszczące działanie protonów, elektronów i wysokoenergetycznych jonów. Dzięki zastosowaniu bardzo precyzyjnych metod projektowania opracowanych wcześniej na potrzeby statycznych pamięci RAM, metodę RHBD przebadano na standardowych procesach krzemowych związanych z układami CMOS 180 nm. Na uzyskany reprogramowalny prototyp pamięci jednomegabitowej składają się wszystkie podstawowe bloki pamięci trwałych. Komórki pamięci opierały się na idei swobodnej pułapki tlenek-azotek-tlenek (oxide-nitride-oxide — ONO). W czasie realizacji projektu SKYFLASH kilka konstrukcji testowych poddano promieniowaniu gamma i rentgenowskiemu, by ocenić utratę ładunku elektronów zgromadzonego w nośniku ONO. We wszystkich przypadkach utrata ładunku przejawiała jednakowe zachowanie. Co ważniejsze, wykazano również, że nawet w przypadku utraty danych w wyniku działania promieniowania o dużej intensywności (rzędu setek kiloradów), dane w pamięci można zapisać ponownie. Przetestowano skutki jednorazowe na tych samych próbkach przy użyciu protonów i jonów ciężkich, udowadniając, że nie wystąpiły żadne uszkodzenia, nawet przy najwyższej energii wiązki (jony ksenonowe). Odporne na promieniowanie trwałe pamięci flash nadają się do stosowania nie tylko w przestrzeni kosmicznej. Partnerzy projektu SKYFLASH mogą znaleźć nowe zastosowania wraz z adaptacją nowej technologii na potrzeby sprzętu do wytwarzania energii jądrowej oraz doświadczeń z dziedziny fizyki wysokoenergetycznej. Koncentrowano się w prawdzie na trwałych pamięciach krzemowych, jednak według oczekiwań wyniki projektu mogą również stać się podstawą do opracowania innych urządzeń krzemowych, takich jak mikroprocesory do zastosowań kosmicznych.
