Influence de la tension de polarisation sur profil SEL

L'analyse par faisceau laser permet de réaliser des études de l'influence de la tension d'alimentation sur le déclenchement du mécanisme SEL.

La tension d'alimentation est connue pour avoir un impact significatif sur le mécanisme de déclenchement Latchup, les valeurs plus élevées conduisant généralement à une plus grande sensibilité (i.e. LET seuil faible).

Les profils de seuil de déclenchement SEL en fonction de la position de la focalisation laser dans la zone de collection du composant pour différentes tensions de polarisation sont représentés Figure III-27.

1 2 3 4 5 210 230 250 270 290 310 330 Q^cr it / Q^cr it -m in Profondeur de focalisation (µm)

TPA 3,6 V TPA 3,4 V TPA 3 V TPA 2,8 V

SPA 3,6 V SPA 3,3 V SPA 3 V SPA 2,8 V

Figure III-27 : Profils de sensibilité SEL normalisés pour différentes tensions d'alimentation par stimulation SPA et TPA.

Résultats expérimentaux obtenus avec le prototype IMS/ATLAS

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Nous avons répété la mesure profil SEL en fonction de la profondeur en utilisant la stimulation SPA et TPA pour plusieurs valeurs de la tension d'alimentation dans la limite des spécifications du circuit allant de 2,8 à 3,6Volts. Les profils présentés sur la Figure III-27 ont été obtenus avec la même méthode que décrite précédemment.

Les résultats normalisés montrent une tendance croissante en TPA indiquant que la profondeur sensible augmente avec la tension d'alimentation. Ceci est cohérent avec le comportement classique des appareils SEL CMOS sensibles qui montrent une baisse du LETseuil avec des valeurs de biais plus élevées. Puisqu'une plus petite quantité de charge rassemblée est exigée pour déclencher un SEL avec une tension d'alimentation plus élevée, cette quantité peut être rassemblée plus loin de la couche active par la diffusion.

III.7. Conclusion

Les résultats précédents ont démontrés la capacité d'analyse TPA pour aider à la détermination de la profondeur du volume sensible SEL. Des études plus approfondies sur d'autres circuits sont nécessaire pour confirmer la suffisance de la résolution axiale de la technique TPA pour les technologies actuelles utilisées dans les applications spatiales.

Ce type d'analyse ne semble pas possible avec une configuration TPA optique standard compte tenu de la résolution axiale que nous avons caractérisée et de l'épaisseur des couches de diffusion des technologies CMOS actuelles.

La résolution TPA axiale est compatible uniquement avec les mécanismes de collections qui présentent une taille significative en «profondeur» de la couche sensible, comme ceux des SELs dans les technologies CMOS, SEBs dans les MOSFET de puissance et SETs dans les circuits analogiques composés de transistors bipolaires.

Nous avons mesuré le profil de seuil SEL selon la profondeur de focalisation dans une mémoire SRAM en utilisant un faisceau laser. Après la caractérisation de la taille effective LTPA et l'analyse détaillée des profils de seuil de SEL, nous avons estimé une limite inférieure de la profondeur SEL sensibles de 3 ± 0.5 m.

Si nous considérons que les valeurs mesurées de ds (3 µm) sont de 50% supérieures à la valeur de 2µ m utilisée pour le calcul des taux, nous ne pouvons raisonnablement supposer qu'une méthode de calcul fondée sur une fonction d'efficacité grâce à notre valeur du paramètre ds conduirait à un taux SEL par jour plus élevé que la méthode classique utilisant 2 µ m pour la profondeur sensible.

Les calculs du taux de SEL par jour de la SRAM ont été effectués en utilisant OMERE (TRAD) avec une valeur classique de 2µ m pour la profondeur appliquée au model RPP.

Résultats expérimentaux obtenus avec le prototype IMS/ATLAS

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Cela a conduit à une prédiction de 0,92 SEL/circuit/jour. Le taux mesuré en vol sur la base des données présentées dans une publication de 2007 [Bezerra 2007] est 1,09 SEL/circuit/jour. La différence entre les taux prédits et mesurés n'est pas significative compte tenu des marges de conception classique.

D’après les données TPA, nous pouvons dire que le taux de SEL serait plus élevé que

1.1 SEL/circuit /jour ce qui serait une estimation prudente du taux de SEL.

La résolution axiale technique peut être aussi mise à profit pour l'étude de régions actives de n'importe quel type de circuit sans déconvolution avec le cigare laser. Elle apporte une 3ème dimension aux techniques optiques déjà existantes.

Les impulsions de type picosecondes ont permis des cartographies de sensibilité par le déclenchement d'événements SEL. La possibilité de mettre plusieurs structures à contribution

pour déclencher un événement peut servir aux techniques d’analyse laser comparative de sensibilité à l’irradiation laser entre deux circuits.

En perspectives de ces résultats l'étude peut être destinée à raffiner les modèles utilisés

dans les simulateurs de taux d'événements ou à l’analyse de circuits défaillants. Avec ce banc

d'analyse, il serait possible de cartographier précisément le volume sensible afin d’améliorer le modèle des simulateurs de taux d’événements SEL et obtenir des mesures plus

conservatrices sur les circuits dédiés à l’aéronautique et aux applications spatiales.

L’obtention des mesures est aujourd’hui impossible avec le module laser picoseconde,

il faudra attendre la version femtoseconde.

Nous allons voir dans le chapitre suivant l’intégration du module laser picoseconde dans l’équipement d’analyse industriel MERIDIAN-IV sur la plateforme CIMPACA. Ce

Chapitre IV

Intégration et application en environnement

industriel.

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Chapitre IV : Intégration et application en environnement industriel.