2022 Fiscal Year Annual Research Report
Muon-induced soft error evaluation platform: future prediction based on measurement and simulation
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19H05664
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
橋本 昌宜 京都大学, 情報学研究科, 教授 (80335207)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安部 晋一郎 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究職 (00727373)
渡辺 幸信 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (30210959)
佐藤 朗 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (40362610)
新倉 潤 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 協力研究員 (50644720)
鎌倉 良成 大阪工業大学, 情報科学部, 教授 (70294022)
川瀬 頌一郎 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (10817133)
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| Project Period (FY) |
2019-06-26 – 2024-03-31
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| Keywords | ソフトエラー / ミューオン / 集積システム / VLSI / 信頼性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
課題1-1では宇宙線ミューオン計測システムの開発を進めるとともに、そのシステムで予備的に得た実験データを用いて運動量推定アルゴリズムの検討を進めた。課題1-2では、負ミューオン捕獲反応からの粒子放出確率を測定する実験の立案と準備を進めた。また、ミューオン原子核捕獲反応から放出される荷電粒子のエネルギー分布を測定する実験の立案と準備を進めた。いずれもソフトエラーに影響の大きな放射線粒子の測定が可能となるよう、留意して進めた。これらの実験は実験施設やコロナ禍の影響を受けて施設や時期の変更を余儀なくされており、それらへの対応策を考えて実施した。
課題2-1では、ビット反転イベントを正確に測定する観測システム向けに開発したチップの評価とボード実装、放射線検出器とのデータ取得システムの校正など、実験準備を進め、東北大学CYRICにおいて陽子に対する照射実験を行った。課題2-2では、28nm, 12nm SRAMチップに対して、J-PARC MLF施設において正負のミューオン照射実験を実施した。課題2-3では、AIアクセラレータチップのFPGA実装を進め、東北大学CYRICにおいて中性子照射実験を実施した。
課題3では、測定で得られた速報版データや文献データとPHITSシミュレーションの軽複合粒子生成の比較を行い、改善すべき点を明らかにした。
課題4では、CFETのTCADモデルの構築を進めた。論文で報告されている電流電圧特性が再現できることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画調書に記載した各課題の検討は順調に進んでいる。
課題1-1 は、宇宙線ミューオンの測定に必要な低エネルギーミューオン計測システムの測定と妥当性検証が期待通りに進んでいる。課題1-2 の物理基礎データの取得については、実験準備が完了していることを確認した。
課題2-1, 2-2 は、実験に必要なチップの評価を終え、実験を実施した。
課題3 のシミュレーションでは、既存の負ミューオン原子核捕獲反応モデルと測定で得られた速報版データとの比較検討が進んで、シミュレーションの精度向上に必要な改良点が明確化している。
課題4 の将来予測では、ナノシートFETのシミュレーションモデルを用いた放射線効果の評価が順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題1-1は、低エネルギー正・負ミュオン束のエネルギー・角度分布を建屋内で定点観測を実施し、データ分析を進める。課題1-2では、RALで準備してきた実験を実施する。
課題2-1では、陽子で行った予備実験結果を分析する。課題2-2では、ミューオンの照射実験を再現するシミュレーションを実施する。
課題3では、PHITSシミュレーションの高精度化法を具体的に実装し、効果を確認する。
課題4では、コンプリメンタリ型電界効果トランジスタ（CFET）の放射線耐性をTCADシミュレーションで評価する。
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