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Neutron-induced single event upset simulation in Geant4 for three-dimensional die-stacked SRAM

Chinese Physics B 2021年第3期30卷 394-401页

作者： Li-Hua Mo Bing Ye Jie Liu Jie Luo You-Mei Sun Chang Cai Dong-Qing Li Pei-Xiong Zhao Ze He Institute of Modern Physics Chinese Academy of SciencesLanzhou 730000China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

Three-dimensional integrated circuits(3D ICs)have entered into the mainstream due to their high performance,high integration,and low power *** used in atmospheric environments,3D ICs are irradiated inevitably by *** this paper,a 3D die-stacked SRAM device is constructed based on a real planar SRAM ***,the single event upsets(SEUs)caused by neutrons with different energies are studied by the Monte Carlo *** SEU cross-sections for each die and for the whole three-layer die-stacked SRAM device is obtained for neutrons with energy ranging from 1 MeV to 1000 *** results indicate that the variation trend of the SEU cross-section for every single die and for the entire die-stacked device is consistent,but the specific values are *** SEU cross-section is shown to be dependent on the threshold of linear energy transfer(LETth)and thickness of the sensitive volume(Tsv).The secondary particle distribution and energy deposition are analyzed,and the internal mechanism that is responsible for this difference is ***,the ratio and patterns of multiple bit upset(MBU)caused by neutrons with different energies are also *** work is helpful for the aerospace IC designers to understand the SEU mechanism of 3D ICs caused by neutrons irradiation.

关键词： neutron three-dimension ICs single event upset multi-bit upset Geant4

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