Validating terrestrial SER in 12-, 28-, and 65-nm SRAMs estimated by simulation coupled with one-time neutron irradiation

設計ルール12nm、28nmおよび65nmのSRAMに対するシミュレーション及び単一中性子照射を用いた地上環境におけるSER推定法の検証

高見 一総*; 五味 唯美*; 安田 隆一*; 安部 晋一郎   ; 伊藤 正俊*; 神田 浩樹*; 福田 光宏*; 橋本 昌宜*

Takami, Kazusa*; Gomi, Yuibi*; Yasuda, Ryuichi*; Abe, Shinichiro; Ito, Masatoshi*; Kanda, Hiroki*; Fukuda, Mitsuhiro*; Hashimoto, Masanori*

地上環境での中性子起因ソフトエラーは半導体デバイスの信頼性問題を引き起こす。我々のこれまでの研究で、シミュレーションと単一中性子照射を用いて地上環境のSERを推定する新たな手法を開発した。本手法の妥当性は設計ルール65nmのPlanar型SRAMについて検証されたが、デバイスの微細化や新たな製造プロセスのデバイスが増加しているため、より新しいプロセスのデバイスに関しても適用可能か検証する必要がある。そこで本研究では、設計ルール12nmのFinFET SRAMおよび28nmのPlaner型SRAMに対する本評価手法の適用可能性を検証した。その結果、本手法で推定したSERはRCNPの白色中性子照射で得たSERと28%以内の一致を示すことを明らかにした。

Neutron-induced soft errors in the terrestrial environment pose reliability issues for semiconductor devices. We have developed the new method for estimating terrestrial SER based on simulation coupled with one-time irradiation using a conventional neutron source. This method has been validated using 65-nm planar SRAMs. However, with the ongoing progression of process shrinkage and the increasing adoption of devices fabricated with newer processes, there is a growing demand for further experimental validation of the terrestrial SER estimation method for these advanced processes. In this work, we validated the estimation method for 12-nm 1-fin FinFETs and 28-nm planer SRAMs. The SERs estimated by our method were consistent with the SERs measured using a white neutron beam at RCNP within 28% error.