2024-03-28T19:43:03Zhttps://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/ej/?action=repository_oaipmhoai:ipsj.ixsq.nii.ac.jp:001909212023-11-14T00:51:14Z06164:06165:07651:09542
FDSOIプロセスにおけるスタック構造のソフトエラー耐性を高める対策手法の提案およびデバイスシミュレーションを用いた評価Evaluation of a Radiation-Hardened Structure for Stacked Transistors in FDSOI Processes by Device Simulationsjpn信頼性http://id.nii.ac.jp/1001/00190833/Conference Paperhttps://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/ej/?action=repository_action_common_download&item_id=190921&item_no=1&attribute_id=1&file_no=1Copyright (c) 2018 by the Information Processing Society of Japan京都工芸繊維大学電子システム工学専攻京都工芸繊維大学電子システム工学専攻京都工芸繊維大学電子システム工学専攻山田, 晃大古田, 潤小林, 和淑集積回路素子の微細化に伴いソフトエラーによる集積回路の信頼性低下が問題となっている.本稿では,FDSOI プロセスにおいてスタック構造の脆弱性を重イオン照射測定により明らかにし,スタック構造の耐性を高める回路構造を提案する.トランジスタ間距離の異なる 3 種のスタック構造を 65nm FDSOI プロセスで試作し,重イオン照射によりソフトエラー耐性を評価した.その結果,スタック構造の縦積トランジスタ間距離を 250nm から 350nm まで広げることで 41MeV-cm 2 / mg 以下の重イオンではソフトエラーがほとんど起きなかったが,60 MeV-cm 2 / mg を超える重イオンではソフトエラーの抑制効果が弱くなることが判明した.スタック構造の NMOS および PMOS の縦積トランジスタ間を配線で繋ぐことで再結合を加速させ,60 MeV-cm 2 / mg を超える重イオンが衝突しても反転しない回路構造を提案する.提案した回路構造を用いたラッチを 3D で構築し,重イオン照射シミュレーションによりソフトエラー耐性の向上率を評価する.従来のスタック構造ではソフトエラーが起きる 60 MeV-cm 2 / mg の重イオンを照射してもソフトエラーが起きないことを明らかにした.提案構造は宇宙空間の使用にも耐え得る高い信頼性をもつ.According to process scaling, soft errors become a significant issue to threaten the reliability of semiconductor chips. In this paper, we evaluate soft-error tolerance of a stacked structure by heavy-ion irradiation tests and propose a radiation-hardened structure to reduce sensitive range (RSR) of a stacked structure for FDSOI. We fabricate three latches which have different distance between stacked transistors in a 65 nm FDSOI process. Experimental results reveal that the stacked structures from 250 nm to 350 nm distances are weak against a radioactive particle hit with more than 60 MeV-cm2/mg liner energy transfer (LET). We evaluate radiation hardness of the proposed RSR structure by device simulations. The diffusion layers between two series-connected NMOS and PMOS transistors in the RSR structure are shorted by a metal wire to wipe out generated holes through the metal quickly after a particle hit. It reveals that the stored value of the latch with the RSR structure does not upset even by a heavy ion hit with LET of 60 MeV-cm2/mg. Thus, the RSR structure has enough tolerance to use even if in outer space.DAシンポジウム2018論文集20181851902018-08-222018-08-15