業務紹介

中性子耐性評価

半導体部品の中性子照射試験に関するご提案

HIRECでは、宇宙開発で培った放射線評価技術を元に中性子照射試験評価を行っております。

  • 宇宙線が大気と衝突することにより中性子(宇宙線起因中性子)が発生し地表に降り注ぎます。
  • 宇宙線起因中性子がLSIに入射することによりシングルイベント現象 (例:ソフトエラー、ハードエラー(ラッチアップ、バーンアウト等))が引き起こされる可能性があります。
    (*LSI, ロジックIC, メモリ, フラッシュメモリ, IGBT, GTO, Power MOSFET, パワーモジュール, ダイオード, CCDなど)
  • 今までに航空機や地上でのシングルイベント現象発生例が報告されています。 宇宙線に起因するため、エラー発生を防ぐことは困難です。
  • 中性子に対する信頼性を評価するため、特に自動車、鉄道、サーバー、医療機器などの高信頼性機器をご使用される場合は、 中性子試験を実施することをお勧めいたします。
半導体部品を安心して使用するためには中性子に対する実力評価が重要です。 中性子(宇宙線)イメージ図
大阪大学 核物理研究センター(RCNP) 東北大学 サイクロトロンラジオアイソトープセンター(CYRIC)
大阪大学 核物理研究センター(RCNP) 東北大学
サイクロトロンラジオアイソトープセンター(CYRIC)
Los Alamos National Laboratory(LANL)
【Los Alamos Neutron Science Center / Weapon Neutron Research(LANSCE/WNR)】

中性子(宇宙線)イメージ図
SiCパワーデバイスとSiパワーデバイスの宇宙線起因中性子耐性評価を行っています。このグラフは、パワーデバイスに対して大強度の白色中性子ビームを 照射し、故障率を評価した結果を纏めたものです。
印加電圧を上げると故障率が高くなることが分かります。
SiCパワーデバイスもSiと同様に故障が発生することが分かります。

可搬型反跳陽子検出器

(「オフアングル中性子積分フラックス測定演算装置及びその方法」で特許取得)

【特徴】

  • 半導体照射で使用する高エネルギー(数百MeV)かつ高フラックス(〜109[n/cm2/s])を測定可能
  • 核燃料物質規制法等の制約を受けず国内外の輸送が可能
  • 複数の照射施設間の整合性確認に使用可能
  • 半導体との同時照射・”in-situ”測定が可能

【使用用途・目的】

  • Soft Error Rate (SER)を評価するには、「エラー発生回数」と「入射中性子数」を正確に計測することが重要です。
  • この検出器は、中性子数を簡単に計測することができ、 半導体との同時照射・in-situ測定が可能です。

【適用】

  • 米国ロスアラモス国立研究所(LANSCE/WNR)にて照射量の整合性を評価し、良好な結果を得ました。

外部機関との協力関係

  • 一般社団法人 電子情報技術産業協会(JEITA)半導体技術委員会
    ソフトエラーPG殿との協力関係
     メンバーの一員として、放射線起因エラー評価方法の日本標準ガイドライン等について議論しています。
  • 大阪大学 核物理研究センター(RCNP)殿との協力関係
     日本原子力研究開発機構(JAEA)殿、RCNP殿と共同で、白色中性子スペクトル及び絶対値強度の測定を行い、RCNP白色中性子場を確立しました。
     Y.Iwamoto et al., "Evaluation of the white neutron beam spectrum for SEE testing at the RCNP cyclotron facility", Nuclear Technology, vol. 173, pp.210-217, 2011
  • JAEA原子力基礎工学研究部門殿との協力関係
     PHITSシミュレーションを利用してRCNP白色中性子スペクトル測定値及び当社が開発した可搬型反跳陽子検出器の妥当性を確認しました。
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