日本电报电话公司(NTT)、名古屋大学和北海道大学联合成功地将中子的每个能量的半导体软错误发生率测量为“连续”数据,这是世界上首次。

 从太空落下的宇宙射线与大气中的氧和氮碰撞时会产生中子,当这些中子与电子设备的半导体碰撞时,会发生被称为“软错误”(注)的现象,其中存储的数据被改写。未来,随着半导体变得更加高度集成和小型化,它们将变得更容易受到中子的影响,因此设计考虑到软错误导致的故障的半导体和系统将变得很重要。

 软错误发生率(每个中子能量的软错误发生率)的能量依赖性的详细数据对于计算各种环境下因软错误导致的失败次数是必不可少的。但是,过去只能得到离散能量对应的数据,无法准确计算软错误导致的故障次数。

 在研究中,为了用“飞行时间法”指定接近光速的中子能量,我们开发了高速误差检测电路,可以在几纳秒(十亿分之一第二)。该实验是在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的高功率 10 MeV 质子直线加速器设施中进行的。因此,可以测量由 800 MeV 到 1 MeV(接近光速)的非常宽能量范围的中子引起的软误差。

 这使得计算从地面到天空、太空和其他行星的中子引起的软错误故障的数量成为可能。未来,它有望在空间站半导体可靠性评估、半导体材料层面软错误对策、使用加速器的软错误测试以及软错误产生过程的模拟应用等各个领域做出贡献。

注:临时故障通过重启设备或覆盖数据恢复。

纸张信息:[IEEE 核科学汇刊] LANSCE 通过时间偏移技术对 1-800 MeV 中子进行能量分辨软错误率测量

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