日本電信電話株式会社(NTT)、名古屋大学、北海道大学は共同で、中性子の持つエネルギーごとの半導体ソフトエラー発生率を「連続的な」データとして実測することに、世界で初めて成功した。

 宇宙から降り注ぐ宇宙線が、大気圏中の酸素や窒素に衝突すると中性子が発生し、この中性子が電子機器の半導体に衝突すると、保存データが書き変わる現象「ソフトエラー」(注)が生じる。今後、半導体の高集積化・微細化が進むと中性子の影響を受けやすくなり、ソフトエラーによる故障を考慮した半導体・システム設計が重要となる。

 多様な環境でのソフトエラーによる故障数の算出には、ソフトエラー発生率のエネルギー依存性(中性子が持つエネルギーごとのソフトエラー発生率)の詳細なデータが不可欠。しかし、従来は飛び飛びのエネルギーに対応したデータしか得られず、ソフトエラーによる故障数を正確に算出できなかった。

 研究では、光速に近い中性子のエネルギーを「飛行時間法」で特定するため、数ナノ秒(10億分の数秒)でソフトエラーを検出できる高速エラー検出回路を開発した。実験は米国ロスアラモス国立研究所の高出力800MeV陽子線形加速器施設で実施。その結果、1MeVから光速に近い800MeVまでの非常に広範囲なエネルギーの中性子によるソフトエラーの測定を可能とした。

 これにより、地上から上空・宇宙・他惑星などあらゆる環境下での中性子起因ソフトエラーの故障数を算出できる。今後、宇宙ステーションでの半導体信頼性の評価、半導体の材料レベルのソフトエラー対策、加速器によるソフトエラー試験、さらにはソフトエラーの発生過程シミュレーションへの適用など、さまざまな領域への貢献が期待される。

注:デバイスの再起動やデータの上書きによって回復する一時的な故障。

論文情報:【IEEE Transactions on Nuclear Science】Energy-resolved Soft-Error Rate Measurements for 1-800 MeV Neutrons by the Time-offlight Technique at LANSCE

名古屋大学

総合的かつ自主的な判断力を持つ豊かな人間性を有する人材の育成

基礎技術を「ものづくり」に結実させ、そのための仕組みや制度である「ことづくり」を構想し、数々の世界的な学術と産業を生む「ひとづくり」に努める風土と、既存の権威にとらわれない自由闊達な学風の上に、真の勇気と知性をもった未来を切り拓く人を育てます。[…]

北海道大学

歴史と伝統を継承しながら広く世界に優秀な人材を求め、人類の福祉、科学、文化及び社会の発展に寄与する

「フロンティア精神」、「国際性の涵養」、「全人教育」、「実学の重視」を教育研究の理念として掲げ、全学教育・専門教育を通じて専門的知識の習得と主体的かつ総合的な人材形成を図り、全人的な教育を身につけ、国際性豊かな人材を育成します。[…]

大学ジャーナルオンライン編集部

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