Det första beviset för minnens känslighet för bakgrundsstrålning kom för över 20 år sedan. Forskare på Intel kunde konstatera att DRAM tappade information på grund av alfapartiklar från partikelsönderfall i kapseln.

Då visade sig DRAM vara mest känsliga för bakgrundsstrålning, på grund av diodbaserad kapacitans. För att minska känsligheten försökte tillverkarna sträva efter en hög signalladdning, trots att cellens storlek fortsatte att bli mindre och mindre. De lyckades också - mellan 1982 och 1992 minskade känsligheten hos DRAM mer än 100 gånger.

Genom att isolera signalladdningen från substratet förväntar man sig att kunna minska känsligheten hos DRAM ungefär 1 000 gånger till framöver.

Utvecklingen av SRAM har däremot inte lett till minskad känslighet för bakgrundsstrålning. Signalladdningen har minskat i takt med cellens storlek och gjort att laddningsstörningar från bakgrundsstrålning blivit mer märkbara.

SRAM med celler uppbyggda av sex transistorer (6T) har ungefär lika stor känslighet som dagens mest känsliga DRAM. Ofta används dessutom SRAM med bara fyra transistorer (4T), där de två sista transistorerna ersatts med motstånd med hög resistans. Det medför ytterligare problem med lång återhämtningstid vid störningar av det logiska värdet.

På Linköpings universitet jobbar man sedan länge med att försöka förstå hur bakgrundsstrålning påverkar elektroniska kretsar och hur man ska konstruera dem så att problemen minimeras. Peter Hazucha doktorerar på institutionen för fysik och mätteknik och försöker med hjälp av modellering uppskatta sannolikheten för att fel uppstår i olika kretsar på grund av bakgrundsstrålning.

- Genom att titta på parametrar som laddning, dopning, substrattyp och matningsspänning försöker vi minska felfrekvensen och öka tillförlitligheten hos kretsarna, säger han.

Då den kosmiska strålningen är större längre upp i atmosfären, blir problemet mer kännbart för flygelektronik.

Linköpings universitet har därför startat ett forskningssamarbete med Ericsson Saab Avionics som går ut på att försöka förstå hur bakgrundsstrålning påverkar elektronik.

Samarbetet startade när Karin Johansson, projektledare för arbetet med kosmisk strålning på Ericsson Saab Avionics, tog kontakt med Linköpings universitet och professor Christer Svensson. Enligt henne föll det sig naturligt att vända sig till universitetet i Linköping för att hitta det rätta kunnandet inom kretskonstruktion. Hon jobbar idag även som industridoktorand på universitetet.

- Vi har gjort flygningar med partikeldetektorer för att kunna identifiera den kosmiska strålningsmiljön på flyghöjder, säger hon.

- Sen har vi simulerat en motsvarande miljö i laboratorium för att kunna ta reda på vilka slags störningar som strålningen orsakar.

Idag vet man att neutroner träffar kiselatomer och ger upphov till laddade sekundära partiklar, men däremot inte vilka slags sekundära partiklar som bildas under kollisionen för alla neutronenergier. Inte heller vet man hur och var de åstadkommer störningarna hos komponenten.

- För det krävs det mera grundforskning, säger Johansson.

Hon tillägger att flygtillverkarna är medvetna om känsligheten. De försöker att anpassa apparattillverkningen redan på konstruktionsnivå för att minimera problemen. Initiativet till att hitta lös- ningar kom med utvecklandet av JAS Gripen, som hade kravet på sig att inte påverkas av kosmisk strålning.

Men Hazucha påpekar att problemen finns även nere på marknivå idag. På International Electron Devices Meeting 1999 förutspådde AMD och Compaq att känsligheten för bakgrundsstrålning hos processorer kommer att öka mer än 100 gånger de närmaste tio åren. Siffrorna baseras sig dock enbart på den minskade matningsspänningen och ger därför inte en rättvis bild av utvecklingen, anser Hazucha. Om man dessutom tar hänsyn till andra faktorer som exempelvis dopningssätt och minskande geometrier kommer känsligheten inte att öka lika kraftigt som AMD och Compaq förutspått.

- Våra beräkningar av känslighet för bakgrundsstrålning som tar hänsyn till flera utvecklingsparametrar, visar att känsligheten är ungefär proportionellt beroende av minskningen av linjebredden, säger Hazucha.

- Vår uppskattning är att känsligheten istället kommer att öka ungefär fem gånger under den kommande tioårsperioden.

Främst medicinsk utrustning som exempelvis pacemakers har ett växande problem med bakgrundsstrålning anser Johansson.

- Inom det medicintekniska området verkar man inte alls vara lika medveten om de här problemen.

- Japanska tillverkare har publicerat erfarenheter av krånglande pacemakers i områden med kraftig bakgrundsstrålning.