SER

　　软误差率(SER)问题是于上个世纪70年代后期作为一项存储器数据课题而受到人们的广泛关注的，当时DRAM开始呈现出随机故障的征兆。随着工艺几何尺寸的不断缩小，引起失调所需的临界电荷的减少速度要比存储单元中的电荷聚集区的减小速度快得多。这意味着： 当采用诸如90nm这样的较小工艺几何尺寸时，软误差是一个更加值得关注的问题，并需要采取进一步的措施来确保软误差率被维持在一个可以接受的水平上。

　　α粒子的影响

　　半导体器件封装所采用的压模化合物中有可能含有诸如Th232 和U238等杂质，这些物质往往会随着时间的推移发生衰变。这些杂质会释放出能量范围为29MeV(百万电子伏特)的α粒子。在硅材料中，形成电子空穴对所需的能量为3.6eV。这就意味着α粒子有可能生成约106个电子空穴对。耗尽区中的电场将导致电荷漂移，从而使晶体管承受电流扰动。如果电荷转移量在0或1的状态下超过了存储于存储单元中的临界电荷量(QCRIT)，则存储数据会发生翻转。

　　宇宙射线的影响

　　高能量的宇宙射线和太阳粒子会与高空大气层起反应。当发生这种情况时，将产生高能量的质子和中子。中子尤其难对付，因为它们能够渗透到大多数人造结构中(例如，中子能够轻易地穿透5英尺厚的混凝土)。这种影响的强度会随着所处的纬度和海拔高度的不同而变化。在伦敦，该影响要比在赤道地区严重1.2倍。在丹佛，由于其地处高海拔，因此这种影响要比地处海平面的旧金山强三倍。而在飞机上，这种影响将是地面上的100800倍。

　　高能量中子的能量范围为10800MeV，而且，由于它们不带电荷，所以与硅材料的反应不同于α粒子。事实上，中子必须轰击硅原子核才会引起软误差。这种碰撞有可能产生α粒子及其他质量较重的离子，从而生成电子空穴对，但这种电子空穴所具有的能量比来自压模化合物的典型α粒子所具有的能量高。

　　热中子的影响

　　热中子有可能是导致软故障的一个主要根源，它们所具有的能量一般非常低(约25meV)。这些低能量中子很容易被大量存在于BPSG(硼磷硅酸盐玻璃)电介质层当中的B10同位素所俘获。俘获中子将导致一个产生裂变的锂、一个α粒子和一根γ射线。热中子只在存在BPSG的情况下才是一项问题。所以热中子对SER的这一影响可以通过彻底放弃使用B10来抵消。表1为产生软误差根源的比较。

　　测量器件对软误差的敏感度有多种方法。一种方法是加速测量，另一种方法涉及系统级测量。测试地点所处的地理位置对于最终获得的数据有着很大的影响。为了最大限度地减小不同公司之间的测量数据差异，并在不同的产品售主之间维持一个公共的基准点，业界采取的标准是让所有的售主公布其调整至纽约市/海平面这一地理位置的SER FIT率。

　　加速SER数据测量有两种方法：α粒子加速测试和宇宙射线加速测试。器件对α粒子的敏感性可通过在去封头芯片上布设一个钍或铀离子源，并测量某一特定时间内的总失调数以及推断Fit/Mbits的方法来测定。

　　上述的两种加速数据测量法是对FIT率的一个合理的近似，但往往夸大了实际的故障率。加速数据可被用作计算一个系统SER测量所需总时间的良好近似。

　　另一方面，系统SER测量需要在电路板上布设数以千计的器件，并对系统进行连续监控，以测量所产生的失调的总数。系统SER是α粒子和宇宙射线SER的累积，而且，该数据在很大程度上取决于系统所处的地理位置。消除一个系统中的α粒子-宇宙射线影响的良策之一是在把系统置于数米深的地下(此时宇宙射线的影响可以忽略)的情况下进行数据测量，并随后在高海拔上(此时α粒子的影响完全可以忽略不计)对系统实施监控.