Muon-induced SEU analysis and simulation for different cell types in 12-nm FinFET SRAMs, and 28-nm planar SRAMs and register files

異なるタイプの設計ルール12nm FinFET SRAMに関するミューオン起因SEU解析およびシミュレーション

五味 唯美*; 高見 一総*; 水野 るり恵*; 新倉 潤*; 安田 隆一*; Deng, Y.*; 川瀬 頌一郎* ; 渡辺 幸信*; 安部 晋一郎   ; Liao, W.*; 反保 元伸*; 竹下 聡史*; 下村 浩一郎*; 三宅 康博*; 橋本 昌宜*

Gomi, Yuibi*; Takami, Kazusa*; Mizuno, Rurie*; Niikura, Megumi*; Yasuda, Ryuichi*; Deng, Y.*; Kawase, Shoichiro*; Watanabe, Yukinobu*; Abe, Shinichiro; Liao, W.*; Tampo, Motonobu*; Takeshita, Soshi*; Shimomura, Koichiro*; Miyake, Yasuhiro*; Hashimoto, Masanori*

地上環境でのミューオン起因ソフトエラーは増加の傾向にあるが、その研究は十分には行われていない。本研究では、我々は4つのタイプの設計ルール12nmのFinFET SRAMへのミューオン照射試験を行った。その結果、負ミューオン起因SEU断面積のピーク値は、2フィンタイプの方が1フィンタイプのよりも高いことを明らかにした。一方で、正ミューオン起因SEU断面積に関しては、2フィンタイプの方が拡散容量が大きいため、1フィンタイプの方がSEU断面積が高いこともわかった。また、モンテカルロシミュレーションの結果、単一有感領域モデルでは正負ミューオンのSEU断面積を矛盾なく再現できないことも判明した。

The study of muon-induced soft errors in terrestrial settings remains underexplored even though the incidence of muon-induced soft errors tends to increas. In this study, we conducted positive and negative muon irradiation experiments on four types of 12-nm FinFET SRAMs. At the momentum where the SEU cross section peaks, 2-fin cells exhibit larger SEU cross sections than 1-fin cells for negative muons. Conversely, for positive muons, the SEU cross section is larger in 1-fin cells than in 2-fin cells due to the increased diffusion capacitance in 2-fin cells. We also performed the Monte Carlo simulations. The results suggest that a single sensitive volume with the same critical charge value cannot consistently reproduce the SEU cross sections for both types of muons.