Моделирование сбоев в статических ячейках памяти, вызываемых тяжелыми частицами при масштабировании размеров элементов

В представленной работе объектом исследования является критический заряд Qcrit который приводит к всплеску тока в полупроводниковой структуре статических элементов памяти SRAM и становится причиной их сбоя, вызываемого ударом тяжелой частицы в чувствительную зону сток-затвора ячейки памяти. Целью работы является моделирование удара тяжелой частицы в полупроводниковую структуру, получение профиля импульса тока и расчет заряда Qcrit приводящего к сбою при различных проектных нормах SRAM ячеек. Методами исследования являются моделирование удара тяжелой частицы и получение всплеска тока методами SPICE моделирования в САПР LTspice, а также моделирование физического процесса удара тяжелой частицы в полупроводниковой структуре с определёнными габаритами и заданными концентрациями легирующих примесей в САПР TCAD. По полученным результатам было выяснено, что при увеличении тех. нормы 65 нм. на 38,4% (для 90 нм.), чувствительность к критическому заряду падала на 23,5%. При дальнейшем увеличении тех. нормы (для 130 нм.) на 38,4%, чувствительность к критическому заряду падала на 28,5%. По данной тематике были собраны данные по методам исследования и патентам по оценке чувствительности ячеек памяти к критическому заряду и было выявлено, что данный метод обладает уникальностью и является актуальным на сегодняшний день, так как позволяет учесть значительные параметры для данного физического процесса протекающего в полупроводнике при ударе тяжелой частицы. В работе приведены 57 рисунков, 10 таблиц и 15 формул. Результаты работы могу быть применимы в аэрокосмической индустрии при производстве статических элементов памяти SRAM.