d’énergie sur la modélisation des SEE induits par les protons dans
4.3 Impact du dépôt radial des protons sur le calcul SER
Les simulations de cette partie modélisent un environnement réaliste contraire-ment aux précédentes qui considéraient un environnecontraire-ment correspondant à celui d’un accélérateur. La méthode présentée au Chapitre 3 est utilisée pour des techno-logies VLSI en SOI (de 130 à 28 nm). La morphologie 3D des paires électron-trou déposées est considérée lorsque le proton interagit à l’intérieur ou au bord d’un volume sensible. Le dépôt de charge est considéré comme ponctuel pour le reste du volume. Les simulations considèrent un champ de radiations de protons défini par un profil spatial (707 km, 98,2¶) et un blindage non uniforme [15]. La Figure
4.14 présente le SER induit par l’ionisation directe et le dépôt radial des protons. Les contributions au SER induits par le processus de réaction nucléaire et celui de l’ionisation directe sont distinguées. Ce résultat montre la prédominance de la contribution de l’ionisation directe au SER pour des technologies nanométriques. La comparaison entre les descriptions ponctuelle et 3D du dépôt d’énergie dé-montrent la nécessité de tenir compte de la morphologie réaliste de la trace du proton pour le calcul du SER.
Figure 4.14 – Prédictions du SER pour une SRAM ayant un noeud technologique allant de 130 à 28 nm. La description du dépôt d’énergie pour le processus d’ionisation est comparée entre le modèle ponctuel et 3D.
4.4 Résumé et conclusion du chapitre
Ce chapitre a permis de montrer l’impact du profil de l’ionisation radiale induit par les protons dans la sensibilité aux SEU pour des technologies nanométriques. Grâce à la combinaison d’une base de données contenant les traces du dépôt d’éner-gie induit par des protons avec la plate-forme MUSCA SEP3 développée pour la prédiction des SEE, nous avons montré que le dépôt radial de protons de faible énergie (de 0,5 à 2 MeV) dans une couche de 100 nm de silicium contenu dans un volume de 2 µm de silicium, s’étendait de 200 jusqu’à 300 nm. Ces résultats démontrent que l’approche classique qui considère le dépôt d’énergie comme ponc-tuel tend à surestimer l’occurrence des SEU pour des volumes nanométriques. Une nouvelle approche permettant de calculer les sections efficaces des SEU et le SER est proposée, incluant la description du champ de radiation angulaire et des matériaux constituant le composant électronique. Les sections efficaces des SEU induits par des protons issues de nos simulations sont comparées avec des sections efficaces expérimentales issues de la littérature, pour des technologies bulk en 65 nm et FD-SOI en 45 et 65 nm. Les résultats issus des simulations sont cohérents avec les données expérimentales. Les analyses de nos simulations ont fait l’objet d’une publication [16] et démontrent la nécessité de tenir compte de la morphologie 3D dans la description du dépôt d’énergie pour la prédiction SEE induits par des protons pour des technologies nanométriques, en particulier pour les SOI.
Références
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[15] Guillaume HUBERT, Sophie DUZELLIER, Christophe INGUIMBERTet al. « Ope-rational SER calculations on the SAC-C orbit using the multi-scales single event phenomena predictive platform (MUSCA) ». In : IEEE Transactions on Nuclear Science 56.6 (2009), p. 3032–3042 (cf. p.112).
[16] Guillaume HUBERT, Pierre LI CAVOLI, Claudio FEDERICO et al. « Effect of the Radial Ionization Profile of Proton on SEU Sensitivity of Nanoscale SRAMs ». In : IEEE Transactions on Nuclear Science 62.6 (2015), p. 2837– 2845 (cf. p. 113).