時間情報瞬時処理システム

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07248103
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 坪内 和夫 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (30006283)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 廣瀬 全孝 広島大学, 工学部, 教授 (10034406) ; 大見 忠弘 東北大学, 工学部, 教授 (20016463) ; 谷口 研二 大阪大学, 工学部, 助教授 (20192180)
• Keywords: ホットエレクトロン / デバイスシミュレーション / Neuron-MOS / Flexware / 光インターコネクション / パターン認識 / スペクトラム拡散通信 / SAW機能素子

Research Abstract

本研究では、21世紀の高度情報化社会の「頭脳と神経」の役割を担うパーソナルC&C(Computer & Communication)の実現を目指す。平成7年度は以下の成果が得られた。
大阪大・谷口は、極微細MOS素子の高エネルギー電子量を見積る新しいモデリング法を検討し、素子の基板電流や長期的信頼性について定量的予測を可能とした。又SOI基板上に作製した極短チャネルMOS素子の自己増幅機能を利用した高感度光センサーを開発し、高密度光センサーアレイ(人工網膜)作製に有効である事を確認した。
東北大・大見は、高機能4端子デバイスNeuron-MOS(vMOS)を用いたFlexwareからなる「演算ユニット・メモリー体分布型ニューハードウェア」を構築し、瞬時応答可能な知能集積システムの実現を目指した。vMOS回路にクロック制御・センスアンプ技術を適用し高信頼性・低消費電力化を実現し、さらに超高速乗算器を設計した。又、高性能vMOS回路の実現に必要なデバイス製造プロセスの要求精度を提示した。
広島大・廣瀬は、光配線を用いたパターン認識システムの基本回路を設計・試作した。光配線の設計に差分時間領域法による電磁界解析を用い、SiLSIチップ上の光配線に適した曲がり分岐導波路の形状として2回反射ミラーを提案した。光導波路、フォトダイオード及びマイクロミラーをSi基板上に集積し、その上に別途作製したCMOSチップを実装し、この回路で周波数6.7MHzまでの動作を確認した。
東北大・坪内は、スペクトラム拡散(SS)通信方式を基礎とするCDMA(符号分割多重通信)によるGHz帯インテリジェント・ワイヤレス携帯情報ターミナル用「機能集積ハイブリッドULSI」の開発を目指す。SS信号をRF帯で直接復調可能なAIN/AI_2O_3フロントエンドSAW機能素子を開発し、この素子を用いた低消費電力2.4GHzカードサイズSS復調器を試作した。消費電力28mW(9.4mA@3V)という低い値が可能である事を確認した。
以上、本研究は計画に沿って進展しており、21世紀の真の「頭脳と神経」を構築する見通しは立っている。

Research Products

• [Publications] K.Tsubouchi: "Compact Spread Spectrum Demodulator Using 2.4GHz Front-End SAW Correlator" Int.Conf.Personal Wireless Commun.,Victoria,Canada. 3B-1. (1995)
• [Publications] 高山大輔: "2.4GHzフロントエンドAIN/AI_2O_3SAWコリレータ" 電子情報通信学会 基礎・境界ソサイエティ大会. A152. (1995)
• [Publications] 丸田 靖: "2.4GHz帯フロントエンドSAWコリレータを用いたカードサイズSS復調器" 電子情報通信学会技術研究報告(スペクトラム拡散研究会). SST-95-74. 13-18 (1995)
• [Publications] T.Matsuoka: "Influence of N_2O-Oxynitridation on Interface Trap Generation in Surface-Channel PMOSFETs" Japanese Journal of Applied Physics. 35. 251-254 (1996)
• [Publications] K.Sonoda: "Impact Ionization Model Using Average Squsre Energy of Distribution" Japanese Journal of Applied Physics. 35. 225-232 (1996)
• [Publications] H.K.Jung: "Ionized Impurity Scattering Rate for Full Band Monte Carlo Simulation in Heavily Doped n-Type" Journal of Applied Physics. (To be published). (1996)
• [Publications] T.Matsuoka: "Hot-Carrier-Induced Degradation of N_2O-Oxynitrided Gate Oxide NMOSFETs" IEEE Trans.on Electron Devices. (To be published). (1996)
• [Publications] H.Yamamoto: "High-Sensitivity SOI MOS Photodetector with Self-Amplification" Japanese Journal of Applied Physics. 35. 274-278 (1996)
• [Publications] T.Ohmi: "Four-Terminal Device Electronics for Intelligent Silicon Integrated System" Ext.Abst.1995 Int.Conf.on Solid State Devices and Materials. 1-3 (1995)
• [Publications] T.Ohmi: "Intelligence Implementation on Silicon Based on Four-Terminal Device Electronics" Proc.20th Int.Conf.on Microelectronics. 1. 11-18 (1995)
• [Publications] T.Shibata: "A Neuron-MOS Neural Network Using Self-Leaning-Compatible Synapse Circuits" IEEE J.Solid-State Circuits. 30(8). 913-922 (1995)
• [Publications] T.Shibata: "Advances in Neuron-MOS Applications" Dig.Tech.Papers,1996 Int.Solid-State Circ.Cont.463. 304-305 (1996)
• [Publications] K.Kotani: "Impact of High-Precision Processing on the Functional Enhancement of Neuron-MOS" IEICE Trans.Electron.E79-C(3)(To be published). (1996)
• [Publications] S.Yokoyama: "GaAs/Si Optoelectronic Design and Development at Hiroshima University" Proc.of Int.Workshop of Semiconductor Characterization:Present Status. 599-604 (1995)
• [Publications] S.Yokoyama: "Optical Waveguides on Silicon Chips" Journal of Vacuum Science & Technology. A13. 629-635 (1995)
• [Publications] M.Koyanagi: "Test Chip Fabrication of 3D Optically Coupled Common Memory for Parallel Processing System" Optoelectronic Interonnects III,Proc.SPIC. 2400. 89-93 (1995)
• [Publications] T.Namba: "High Efficiency Micromirrors and Branched Optical Waveguides on Si Chips" Japanese Journal of Applied Physics. 35(To be published). (1996)
• [Publications] T.Doi: "Optically Interconnected Kohonen Net for Pattern Recognition" Japanese Journal of Applied Physics. 35(To be published). (1996)
• [Publications] M.Koyanagi: "Test Chip Fabrication of 3D Optically Coupled Common Memory for Parallel Processing System" Optoelectronic Interonnects III,Proc.SPIC. 2400. 89-93 (1995)