基于青藏高原的14 nm FinFET和28 nm平面CMOS工艺SRAM单粒子效应实时测量试验

作者：张战刚; 杨少华^*; 林倩^*; 雷志锋; 彭超; 何玉娟

来源：Acta Physica Sinica, 2023, 72(14): 159-169.

• FinFET
• 中子
• 单粒子翻转
• 软错误

本文基于海拔为4300 m的拉萨羊八井国际宇宙射线观测站,开展了14 nm FinFET和28 nm平面互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)工艺静态随机存取存储器(static randomaccess memory, SRAM)阵列的大气辐射长期实时测量试验.试验持续时间为6651 h,共观测到单粒子翻转(single event upset, SEU)事件56个,其中单位翻转(single bit upset, SBU) 24个,多单元翻转(multiple cell upset, MCU) 32个.结合之前开展的65 nm工艺SRAM结果,研究发现,随着工艺尺寸的减小,器件的整体软错误率(soft error rate, SER)持续降低.但是,相比于65和14 nm工艺器件, 28 nm工艺器件的MCU SER最大,其MCU占比(57%)超过SBU, MCU最大位数为16位.虽然14 nm FinFET器件的Fin间距仅有35 nm左右,且临界电荷降至亚fC,但FinFET结构的引入导致灵敏区电荷收集和共享机制发生变化,浅沟道隔离致使电荷扩散通道“狭窄化”,另一方面灵敏区表面积减小至0.0024 μm2,从而导致14 nm工艺器件SBU和MCU的软错误率均明显下降.

• 单位
  工业和信息化部电子第五研究所