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2008 Fiscal Year Annual Research Report

論理回路のソフトエラーを引き起こすSETパルスの実験的波形解明

Research Project

Project/Area Number 20760228
Research InstitutionJapan Aerospace Exploration Agency

Principal Investigator

小林 大輔  Japan Aerospace Exploration Agency, 宇宙科学研究本部, 助教 (90415894)

Keywords電子デバイス・機器 / ソフトエラー / シングルイベント効果 / シングルイベントトランジェント / SET / 放射線 / ディペンダブルコンピューティング / 信頼性
Research Abstract

論理回路は,インバータやNORなどの論理ゲートによって構成されている.それら論理ゲートに放射線が当たると,ノイズパルスが発生してしまい,それによって回路がソフトエラーという誤動作を起こす.このノイズパルスはSET(Single Event Transient)と呼ばれている.その波形情報は,物理メカニズムの考察,最適対策法の確立に欠かせない.論理回路のSET波形を評価する既存の方法は,ある閾値で切った時の時間幅しか評価できず,全波形は実験的に解明されていなかった.この研究課題では,本年度,全波形観測に成功した.モニタリングトランジスタ法という観測手法を考案し,0.2ミクロンルール完全空乏型SOIプロセスで作成したインバータ論理ゲートに適用した.そのインバータ論理ゲートに短パルスレーザ放射線を照射し,発生するSETパルス波形を観測した.観測結果は,参照テーブルを用いた高精度波形推定法で求めた波形と一致した.これにより,観測波形の妥当性を証明した.そして,この観測法を用いて,短パルスレーザ放射線の強度が上がるにつれて,パルスが成長していく様子等を明らかにした.
更に,観測波形を物理的に理解するために,波形を決定している物理メカニズムの解明に着手した.SOIプロセスで作成された論理ゲートで発生するSETパルスは,飽和状態にあるバイポーラトランジスタのターンオフ動作で説明できると推論し,SETパルス幅を表わす解析式を導いた.その解析式を,デバイスシミュレーションの結果,そして,上記実測結果と比較した.その結果,解析式が,それらの結果を定性的に説明できることを明らかにした.

  • Research Products

    (4 results)

All 2009 2008

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Waveform observation of digital single-event transients employing monitoring transistor technique2008

    • Author(s)
      D.Kobayashi et al.
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Nuclear Science 55

      Pages: 2872-2879

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Device-physics-based analytical model for single event transients in SOI CMOS logics (審査済・発表決定)2009

    • Author(s)
      D.Kobayashi et al.
    • Organizer
      2009 IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference (NSREC)
    • Place of Presentation
      Quebec, Canada
    • Year and Date
      20090720-24
  • [Presentation] Analytical expression for temporal width characterization of radiation-induced pulse noises in SOI CMOS logic gates (審査済・発表決定)2009

    • Author(s)
      D.Kobayashi et al.
    • Organizer
      2009 IEEE International Reliability Physics Symposium (IRPS)
    • Place of Presentation
      Montreal, Canada
    • Year and Date
      20090426-30
  • [Presentation] Waveform observation of digital single-event transients employing monitoring transistor technique2008

    • Author(s)
      D.Kobayashi et al.
    • Organizer
      2008 IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference (NSREC)
    • Place of Presentation
      Tucson, AZ, USA
    • Year and Date
      20080714-18

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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