Similarity analysis on neutron- and negative muon-induced MCUs in 65-nm bulk SRAM

65nmバルクSRAMにおける中性子および負ミュオン入射MCUの類似性解析

Liao, W.*; 橋本 昌宜*; 真鍋 征也*; 安部 晋一郎   ; 渡辺 幸信*

Liao, W.*; Hashimoto, Masanori*; Manabe, Seiya*; Abe, Shinichiro; Watanabe, Yukinobu*

SRAMにおける複数メモリセル反転(MCU: Multiple-cell Upset)は、誤り訂正符号では対処できないため、電子機器への放射線影響として大きな問題となる。環境中性子線起因MCUについては特性評価が行われている。一方、負ミューオン起因MCUに関しては最近報告がされるようになってきた。中性子起因MCUと負ミューオン起因MCUは、ともに二次イオンによって生じるため、ある程度類似性があると予想される。そこで本研究では、65nmバルクSRAMへの、連続エネルギー中性子、準単色中性子および単色負ミューオン照射ソフトエラー測定実験を行い、負ミューオン起因MCUと中性子起因MCUの測定結果の比較を行った。その結果、MCUイベント断面積の動作電圧依存性はほぼ同じであることを明らかにした。またモンテカルロシミュレーションを行った結果、実験結果と合致する結果が得られた。

Multiple-cell upset (MCU) in static random access memory (SRAM) is a major concern in radiation effects on microelectronic devices since it can spoil error correcting codes. Neutron-induced MCUs have been characterized for terrestrial environment. On the other hand, negative muon-induced MCUs were recently reported. Neutron- and negative muon-induced MCUs are both caused by secondary ions, and hence, they are expected to have some similarity. In this paper, we compare negative muon- and neutron-induced MCUs in 65-nm bulk SRAMs at the irradiation experiments using spallation and quasi-monoenergetic neutrons and monoenergetic negative muons. The measurement results show that the dependencies of MCU event cross section on operating voltage are almost identical. The Monte Carlo simulation is conducted to investigate the deposited charge. The distributions of deposited charge obtained by the simulation are consistent with the above-mentioned experimental observations.