マイクロビームを用いた90nmノードSOI-SRAMにおけるSEU発生挙動の観測

Observation of the SEU in the SOI devices induced by microbeam irradiation

平尾 敏雄; 阿保 智*; 小野田 忍; 増田 直之*; 牧野 高紘; 大島 武; 高井 幹夫*

Hirao, Toshio; Abo, Satoshi*; Onoda, Shinobu; Masuda, Naoyuki*; Makino, Takahiro; Oshima, Takeshi; Takai, Mikio*

高度化LSIの中心となるSRAMやDRAM等のメモリ素子に放射線が入射した場合、記憶状態の反転(Single Event Upset:SEU)による誤動作が発生する。このような問題を解決する半導体デバイスとしてSOI(Silicon on Insulator)構造が注目されている。本研究では、基板浮遊効果抑制構造を持つSOI-SRAMに918MeVの酸素イオンを入射し、ソフトエラー耐性評価を行った。ソフトエラー発生率は10.5MeVから13MeVまでの範囲ではエネルギー増加に伴い徐々に増加し、その後飽和する傾向を示すことが判明した。モンテカルロシュミュレーションを用いてSOIボディで発生する過剰キャリアの電荷量を計算した結果、13MeV以上の酸素イオン入射では各素子で記憶保存に用いられる容量であるクリチィカルチャージを越える量であった。すなわち、酸素イオン入射に伴うソフトエラー率は、SOIボディで生じる電荷量が、クリチィカルチャージを超えるまでは徐々にソフトエラー発生率が増加し、クリチィカルチャージを超えるとソフトエラー発生率が飽和すると結論できた。

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