Soft Error Rate for High Density DRAM Cell

고집적 DRAM 셀에 대한 소프트 에러율

  • 이경호 (홍익대학교 과학기술대학, 전자전기컴퓨터공학부) ;
  • 신형순 (이화여자대학교, 전자공학과)
  • Published : 2001.02.01

Abstract

A soft error rate for DRAM was predicted in connection with the leakage current in cell capacitor. The charge in cell capacitor was decreased during the DRAM operation, and soft error retes due to the leakage current were calculated in various operation mode of DRAM. It was found that the soft error rate of the /bit mode was dominant with small leakage current, but as increasing the leakage current memory mode shown the dominant effect on soft error rate. Using the 256M grade DRAM structure it was predicted that the soft error rate was influenced by the change of the cell capacitance, bit line capacitance, and the input voltage sensitivity of sense amplifier, and these results can be used to the design of the optimum cells in the next generation DRAM development.

DRAM에서 셀 캐패시터의 누설 전류 영향을 고려하여 소프트 에러율을 예측하였다. DRAM의 동작 과정에서 누설 전류의 영향으로 셀 캐패시터는 전하량이 감소하고, 이에 따른 소프트 에러율을 DRAM의 각 동작 모드에 대하여 계산하였다. 누설 전류가 작을 경우에는 /bit mode가 소프트 에러에 취약했지만, 누설전류가 커질수록 memory 모드가 소프트 에러에 가장 취약함을 보였다. 실제 256M급 DRAM의 구조에 적용하여, 셀 캐패시턴스, bit line 캐패시턴스, sense amplifier의 입력 전압 감도들이 변화할 때 소프트 에러에 미치는 영향을 예측하였고, 이 결과들은 차세대 DARM 연구의 최적 셀 설계에 이용될 수 있다.

Keywords

References

  1. T. May and M. H. Woods, 'Alpha-particle-induced soft errors in dynamic memories,' IEEE Trans. Electron Devices, vol. 26, pp. 2-9, 1979
  2. S. Kirkpatrick, 'Modeling diffusion and collection of charge from ionizing radiation in silicon devices,' IEEE Trans. Electron Devices, vol. 26, pp. 1742-1753, 1979
  3. C. M. Hsieh, P. C. Murley, and R. R. O'brien, 'A tield-funnelin effect on the collection of alpha-particle-generated carriers in silicon devices,' IEEE Electron Device Lett., vol. 2, pp. 103-100, 1981
  4. 申炯淳, '알파 입자에 의한 전하 수집량에 대한 통합 모델,' 電子工學會論文誌-D, 第26卷 第1號, pp. 83-89, 1999
  5. Steven A. Przybylski, 'New DRAM Technologies' Microdesign Resources, Sebastopol, USA
  6. Ashok K. Sharma, 'Semiconductor memories,' IEEE Press, Piscataway, USA
  7. R. H. Fowler and L. W. Nordheim, 'Electron emission in intense electric fields,' Proc. R. Soc. A, vol. 119, pp. 173-181, 1928
  8. H. Shin, 'Modeling of alpha-particle-induced soft error rate in DRAM,' IEEE Trans. Electron Devices, vol. 46, 1999 https://doi.org/10.1109/16.784184
  9. Y. Tosaka, S. Satoh, T. ltakura, K Suzuki, T. Sugii, H. Ehara, and G. A. Woffinden, 'Cosmic ray neutron-induced soft errors in sub-half micron CMOS circuits,' IEEE Electron Device Lett., vol. 18, pp. 99-101, 1997