Analyse experimentale des parametres electriques de composants cmos soumis a l'irradiation d'une source au cobalt 60 ; impacts de la technologie et de l'etat de conduction des transistors dans les circuits

Experimental analysis of electrical parameters of cmos componants irradiated thank to a co60 source ; technology and transistors conduction state in devices impacts

• Auteur / Autrice : DENIS GAUDIN
• Direction : Olivier Bonnaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Rennes 1

Résumé

Ce memoire rassemble et commente l'analyse du comportement de transistors mos individuels et de circuits logiques de deux familles technologiques durcies cmos4000b et 54hcmos, pendant et apres une irradiation au cobalt 60 destinee a simuler une ambiance spatiale. Apres avoir recense les agressions radiatives dans l'espace et presente leur impact sur un transistor mos, on detaille les differentes etapes de fabrication des circuits etudies. L'analyse du courant de fuite et des deux composantes principales de la tension de seuil, a savoir la contribution des etats d'interfaces et celle des charges dans l'oxyde, a servi a identifier les conditions experimentales qui, durant l'irradiation et la guerison, induisent les degradations les plus importantes. Pour les deux familles technologiques, un champ electrique dirige dans l'oxyde vers le canal, entraine la plus forte derive de la composante de la tension de seuil due au x charges piegees dans l'oxyde pendant l'irradiation, et donne la meilleure guerison de ces charges. La dynamique de guerison est plus grande pour la famille cmos et est acceleree par un etuvage sous polarisation adequate a 100c. Les courants de fuite les plus importants apparaissent dans la technologie 54hcmos. Des variantes technologiques ont ete realisees et testees sur la famille 54hcmos. Le deplacement de l'etape d'implantation ionique, destinee a ajuster les tensions de seuil, a travers l'oxyde sacrifie, de meme qu'une augmentation de 10% de l'epaisseur de l'oxyde de champ ou (et) de 30% de la dose d'implantation realisee sous celui-ci, ne modifient pas le comportement des composants pendant et apres l'irradiation. Un schema equivalent du transistor mos degrade a ete elabore a partir de simulations spice. Il a ete valide sur les transistors individuels ainsi que sur toutes les fonctions logiques etudiees de la famille 54hcmos. Il est alors possible de prevoir le comportement de circuits logiques dans un milieu radiatif, connaissant le comportement d'un transistor individuel