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2008 年度 実績報告書

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

研究課題

研究課題/領域番号 20760228
研究機関独立行政法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

小林 大輔  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 助教 (90415894)

キーワード電子デバイス・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
研究概要

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.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Waveform observation of digital single-event transients employing monitoring transistor technique2008

    • 著者名/発表者名
      D.Kobayashi et al.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Nuclear Science 55

      ページ: 2872-2879

    • 査読あり
  • [学会発表] Device-physics-based analytical model for single event transients in SOI CMOS logics (審査済・発表決定)2009

    • 著者名/発表者名
      D.Kobayashi et al.
    • 学会等名
      2009 IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference (NSREC)
    • 発表場所
      Quebec, Canada
    • 年月日
      20090720-24
  • [学会発表] Analytical expression for temporal width characterization of radiation-induced pulse noises in SOI CMOS logic gates (審査済・発表決定)2009

    • 著者名/発表者名
      D.Kobayashi et al.
    • 学会等名
      2009 IEEE International Reliability Physics Symposium (IRPS)
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      20090426-30
  • [学会発表] Waveform observation of digital single-event transients employing monitoring transistor technique2008

    • 著者名/発表者名
      D.Kobayashi et al.
    • 学会等名
      2008 IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference (NSREC)
    • 発表場所
      Tucson, AZ, USA
    • 年月日
      20080714-18

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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