2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of technical platform for estimation of muon-induced soft error rates in semiconductor devices
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16H03906
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
渡辺 幸信 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (30210959)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 昌宜 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (80335207)
金 政浩 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (80450310)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ミューオン / 半導体デバイス / 照射試験 / シングルイベントアップセット / 宇宙線ミューオン計測 / 粒子輸送シミュレーション / PHITS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、半導体デバイスに対するミューオン起因ソフトエラー評価用技術基盤要素として、①国内施設を活用したソフトエラー加速試験技術、②建屋内での宇宙線ミューオン計測技術、及び ③ミューオン起因ソフトエラーシミュレーション技術を開発し、それらを統合化して、ミューオン起因ソフトエラー率評価手法を確立することを目的にする。それぞれの開発基盤要素に対する本年度の研究実績は以下の通りである。
①大阪大学核物理研究センターMuSIC施設にて、J-PARC MUSE実験で使用した65nmバルクSRAM素子の照射試験を実施した。前者はパルスミューオンビームで、後者はDCビームの違いはあるが、SEU断面積の測定値は両者で一致しており、国内２つのミューオン施設を用いた実験手法を確立できた。また、MuSIC施設の実験で測定した負ミューオン特性Ｘ線データに基づく元素分析により、SEU断面積が最大値となる入射ミューオン運動量では、SRAMチップ内でミューオンが停止して捕獲反応が発生したことを実証できた。
②前年度までに開発した宇宙線ミューオン計測装置を用いて、0度以外の天頂角（30～40度）における新規エネルギー分布データを取得した。100～400MeV領域の実測値を得ることができ、その結果をEXPACS計算と比較したところ、良い一致が得られた。
③粒子・イオン輸送計算コードPHITSと簡易的な有感体積モデルを組み合わせたシミュレーション手法をJ-PARC MUSE照射試験データの解析に適用し、必要なパラメータ（臨界電荷量）の最適化を行った。5F建コンクリート建造物内におけるミューオンエネルギー分布を入力し、65nm SRAMに対するSEU率を計算して中性子入射SEU率と比較を行った。その結果、中性子遮蔽効果の大きい１階におけるミューオンの影響は中性子に比べ約10%であることが分かった。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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