Modélisation des effets de dose dans les circuits intégrés en environnement spatial

Other literature type French OPEN
Durand, Renaud (2007)
  • Subject: Dose cumulée | Oxyde épais | Modélisation | Circuits intégrés | Environnement spatial | ELDRS | Assurance durcissement | 629.4 | Total ionizing dose | Thick oxide | Modeling | Integrated circuits | Space environment | Hardness assurance

La composante ionisante des rayonnements spatiaux s'appelle dose cumulée. Elle entraîne l'apparition d'une charge piégée dans les oxydes ainsi que des états d'interface. Ces quantités sont à l'origine des dégradations électriques observées dans les circuits. Un modèle numérique des effets de dose dans la silice est développé. Il décrit la génération, le transport, le piégeage, les phénomènes de guérison ainsi que la génération des états d'interface tout en s'attachant à prendre à compte de manière assez fine l'effet du champ électrique et de la température. Le calage de notre modèle avec des données expérimentales faites sur la gamme des débits de dose de laboratoire avec différentes températures et diverses conditions de polarisations a permis de caractériser les paramètres des différents mécanismes. Sous faible champ électrique, certains composants présentent une sensibilité accrue au faible débit de dose. Notre modèle explique ce phénomène par l'inversion du champ électrique à fort débit de dose. Enfin, l'extrapolation au débit de dose spatial de notre modèle a permis de discuter la représentativité des normes de test en vigueur. Ionizing contribution of space radiation is total dose. It products an oxide trapped charge and interface states. These densities is the origin of electrical degradations observed in circuits. A numerical model of total dose effect in SiO2 is developed. It describes generation, transport, trapping, anneal mechanisms and interface states build-up with a fine description of electric field and temperature effects. The model fitting has been done with experimental data performed with laboratory extreme dose rates with various temperatures and bias conditions to characterize all mechanisms. Under low electric field, some components exhibit a enhanced low dose rate sensitivity. Our model explains this phenomenon with an electric field inversion at high dose rate. Finally, extrapolation to space dose rate of our model is discussed with standard testing.
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