| 研究概要 |
中性子照射中の高集積密度半導体記憶素子試料から、メモリーセル個々の状態データをIn-Situで読み取る装置を開発した。この装置は測定室にセットする中心のコンピュータシステムと、中性子照射室に持込む耐放射線性を考慮したRAMドライバー回路で構成されている。これまでに、16Kビットから1Mビットまでの代表的な数理類のCMOS-SRAM-ICを14-MeV中性子で照射し、本装置で試料メモリーICの中性子誘起ソフトエラーのパターンと発生率を分析した。いずれの試料ICについても、中性子核反応によってメモリーセル1個のみに対応するソフトエラーが観測され、全ソフトエラー数は中性子フルエンスに正確に比例した。
このことから、中性子核反応の影響が及ぶ範囲の大きさはメモリーセル1個以内であることがわかった。また、ソフトエラーの発生の比例定数、つまりビットソフトエラー断面積は、16Kと64Kビットの試料では2〜3×10^<-15>cm^2,256Kと1Mビットのものでは、6〜9×10^<-14>cm^2であった。DT中性子のソフトエラー発生の原因と思われるSi(n,α)Mg反応の断面積を0.5バーンとすると、1Mビットの試料に対する反応有効体積は5μm×5μm×500〓程度と考えられる。そして、DD中性子に対するビットソフトエラー断面積はDT中性子に対する値より3桁以上小さな値であった。(断面積が小さく正確な値を実験で求めるのは相当大変である。)この結果からも、中性子誘起ソフトエラーにはSi(n,α)Mg反応等のしきい値反応が重要な反応であることがわかる。
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