SOI基板を用いた宇宙用LSIの開発の現状と展望

The Present status and prospect of the development of space LSIs using SOI substrates

久保山 智司*; 新藤 浩之*; 緑川 正彦*; 佐藤 洋平*; 大島 武; 平尾 敏雄; 横瀬 保*; 槙原 亜紀子*

Kuboyama, Satoshi*; Shindo, Hiroyuki*; Midorikawa, Masahiko*; Sato, Yohei*; Oshima, Takeshi; Hirao, Toshio; Yokose, Tamotsu*; Makihara, Akiko*

宇宙用LSIは、微細化の進展によってノイズマージンがますます低下し、宇宙で遭遇する陽子や重粒子イオンの飛跡に沿って生成される電子・正孔対により発生する微弱なノイズによって容易に誤動作を起こしてしまう。これに対して、SOI(Silicon On Insulator)基板を用いたLSIでは個々のトランジスタが酸化膜で基板と電気的に絶縁されているため、本質的にバルク基板で発生するようなノイズは発生しない。ただし、トランジスタ内にもp-n接合が存在するため、このp-n接合内に生成された電子・正孔対によるノイズの発生は阻止できない。その対策として冗長トランジスタを追加することにより、p-n接合によるノイズの発生を阻止する方法がある。そこでSOI基板上に、データ記憶回路の1つであるラッチ回路をSET(Single Event Transient)フリー回路作製技術を適用して試作し、TIARAからの重粒子イオンを照射することで誤動作の発生断面積を測定した。その結果、LET=64MeV/(mg/cm)のXeイオンでも一切誤動作することはなく、実際の宇宙環境で誤動作する確率がほとんどないレベルの耐放射線性を達成できることが確認できた。

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