重イオンマイクロビームを用いたSOIデバイスにおけるシングルイベント評価

Evaluation of single event effects in SOI device using heavy ion microbeam

平尾 敏雄; 小野田 忍; 牧野 高紘; 高橋 芳浩*; 竹安 秀徳*; 岡崎 勇志*; 阿保 智*; 増田 直之*; 高井 幹夫*; 大島 武

Hirao, Toshio; Onoda, Shinobu; Makino, Takahiro; Takahashi, Yoshihiro*; Takeyasu, Hidenori*; Okazaki, Yuji*; Abo, Satoshi*; Masuda, Naoyuki*; Takai, Mikio*; Oshima, Takeshi

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ものとしてSOI(Silicon on Insulator)デバイスが注目されている。本研究では、SOIデバイスの放射線影響を評価するため、基本構造素子としてSOI-pn接合ダイオード、さらに実デバイスとして90nmノードSOI-SRAMを用いて、炭素及び酸素の重イオンマイクロビーム照射による収集電荷挙動及びソフトエラー発生挙動について評価を行った。基本素子における重イオン照射誘起電流を解析した結果、イオン入射により発生する変位電流量は半導体表面の空乏層幅により制御可能であることなどを明らかにした。さらに実デバイスにおいては、SOIボディでの電荷発生量がクリティカルチャージより少ない場合には、各MOSFET側面のボディ電極と引き抜きパッドの距離によりソフトエラー発生率が異なること、また電荷発生量がクリティカルチャージより多い場合には、距離に関係なく発生率が一定となることを明らかとした。

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