高強度加速器実験用耐放射線性LSIの開発研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13640310
• Research Institution: The High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 新井 康夫 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (90167990)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 江村 恒夫 東京農工大学, 工学部, 教授 (40015053)
• Keywords: 放射線耐性 / 集積回路 / 時間測定 / Single Event Effect / LSI / TDC

Research Abstract

今後の高エネルギー物理実験では、大強度ビーム下や宇宙空間での実験等、放射線レベルの高い環境での実験の重要度が増すと考えられる。一方、測定器はますます多チャンネル化、高度化する必要が有ることから、LSI技術を駆使した読み出しエレクトロニクスが欠かせない。このため、耐放射線性LSIの開発が必要とされている。
本研究では、放射線によるLSI回路への影響を調べ、レイアウトや回路の工夫により、通常のCMOSLSIプロセスを使用しながら放射線環境下で使用できるLSIの開発を目指している。
試験用LSIは、ATLAS実験用に開発しているO.3μm CMOS ゲートアレイによるAMT(Atlas Muon TDC)を使用している。また最近、より進んだ0・18 μm CMOS プロセスによるLSIが放射線に対し強い耐性を持つ例が報告されたため、東京大学大規模集積システム設計センター(VDEC)を通じて0.18μmの試験チツプを試作した。
ガンマー線の照射には、東京都立大学のRI施設にあるCo^<60>のガンマーセルを使用し、照射実験を行った。また、SEE(Single Event Effect)を調べるため、東北大学サイクロトロンRIセンターで陽子照射実験を行った。

Research Products

• [Publications] Y.Arai: "Development of a New TDC LSI and a VME Module"IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE. Vol.49. 1164-1169 (2002)
• [Publications] Y.Arai: "Development and a SEU Test of a TDC LSI for the ATLAS Muon Detector"Proceedings of the 7th Workshop on Electronics for LHC Experiments. CERN/LHCC/2001-034. 185-189 (2001)