纳米级静态随机存取存储器的 α 粒子软错误机理研究

本文使用镅-241作为 α 粒子放射源,开展65和90 nm静态随机存取存储器软错误机理研究,结合反向分析、TRIM和CREME-MC蒙特卡罗仿真揭示 α 粒子在器件中的能量输运过程、沉积能量谱和截面特性.结果表明,65 nm器件的软错误敏感性远高于90 nm器件,未发现翻转极性.根据西藏羊八井地区4300 m海拔的实时测量软错误率、热中子敏感性和 α 粒子软错误率,演算得到65 nm静态随机存取存储器在北京海平面应用的总体软错误率为429 FIT/Mb,其中 α 粒子的贡献占比为70.63％.基于反向分析结果构建器件三维仿真模型,研究 α 粒子入射角度对单粒子翻转特性的影响,发现随着入射角度从0°增大至60°,灵敏区中粒子数峰值处对应的沉积能量值减小了40％,原因为衰变 α 粒子的能量较低,入射角度增大导致 α 粒子穿过空气层和多层金属布线的厚度增大1/cos(θ)倍,引起粒子能量减小,有效LET值随之减小.随着入射角度从0°增大至60°,单粒子翻转截面增大了79％,原因为65 nm器件灵敏区中明显的单粒子翻转边缘效应.