半導体材料の核融合中性子照射効果ダイナミクスの研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05558068
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 飯田 敏行 大阪大学, 工学部, 助教授 (60115988)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田辺 哲朗 名古屋大学, 工学部, 教授 (00029331) ; 高橋 亮人 大阪大学, 工学部, 教授 (50029112)
• Keywords: CMOS・SRAM素子 / 中性子誘起ソフトエラー / Si(n,α)Mg反応 / ビットソフトエラー断面積 / 極細イオンビーム源 / Si-SSD素子 / Zheng Liモデル / 電子捕獲中心

Research Abstract

CMOS・SRAMS型記憶集積回路素子の14MeV中性子誘起ソフトエラー断面積の評価を行った。1MビットCMOS・SRAM素子の14MeV中性子誘起ソフトエラー断面積は6〜9×10^<-14>cm^2であったが,この値は個々の記憶セル中にソフトエラーの発生を決定づける特別な領域があることを示唆している.セル構造についての考察から,決定領域としてMOSトランジスタのドレイン下部の空之層域を考え,物質中の荷電粒子輸送コードTRIMに中性子核反応データを組入れた独自のモンテカルロシミュレーションコードでビットソフトエラー断面積を計算した。測定値との比較考察からソフトエラーの発生にはSi(n,α)Mg反応の寄与が最も大きく,14MeV中性子誘起ソフトエラー断面積をほぼ計算で再現できソフトエラー発生に関する決定領域の考え方が妥当であることを明らかにした。また,ソフトエラー発生のメカニズム特にダイナミクスを調べる為の極細イオンビーム源装置を製作した。そして,中性子照射効果の空間的な大きさと時間的振るまいについて実験的に評価考察できる見通しを得た。
Si-SSD素子の中性子照射実験ではIn-situのインピーダンス測定より周波数依存の静電容量を精密に求めた。中性子照射によって静電容量は低周波領域では増加し,高周波領域で減少した。この特性変化はZheng Liモデルにさらに空之層境界域の電子捕獲中心を加味したモデルでうまく説明できることを確めた。Si-SSD素子中の照射欠陥による電子の放出と捕獲の時間的な振るまいについてうまく記述することができた。

Research Products

• [Publications] Sunarno,T.Iida: "Soft-Error on Static Random Access Memories Induced by DT Neutrons" Ionizing Radiation. 21. 75-89 (1995)
• [Publications] T.Iida: "Deuteron Fusion Experiments with some Foils Implanted with Deuteron Beams" Genshikaku Kenkyu. 40. 77-83 (1995)