Étude de la sensibilité des dispositifs nanoélectroniques ultimes à base de SOI face aux particules des environnements radiatifs terrestres et spatiaux

Study of the sensitivity of nanoelectronic devices based on SOI technologies to ionizing particles of space and terrestrial environments

• Auteur / Autrice : Marc Gaillardin
• Direction : Sorin Cristoloveanu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Micro et nanoélectronique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Technologie silicium sur isolant

Transistors

Effets des rayonnements

Résumé

Cette thèse présente une étude de la sensibilité de dispositifs nanoélectroniques ultimes à base de technologie silicium sur )Iant soumis aux particules ionisantes des environnements radiatifs terrestres et spatiaux. Le contexte de l'étude et les incipaux effets induits par les radiations dans les composants électroniques sont décrits et montrent la nécessité d'étudier leur perturbation permanente et transitoire. Concernant l'étude des effets permanents, les mécanismes à l'origine de la dégradation des caractéristiques électriques des transistors sont discutés en fonction de leur architecture et de leur géométrie. Ensuite, les réponses transitoires de transistors simple-grille et à grilles multiples isolés sont étudiées avant de montrer des tendances quant à la propagation d'événements transitoires dans un circuit en fonction du niveau d'intégration. En conclusion, des pistes en vue d'optimiser les dispositifs de technologies futures afin d'atténuer ces effets sont proposées.

This thesis presents a study of the sensitivity of nanoelectronic devices based on Silicon On Insulator technology to ionizing rticles of terrestrial and space environments. The overall context of the study is described as weil as the main radiation¬luced effects in electronic devices. It is shown that total ionizing dose and transient radiation effects have to be restigated. Concerning the total ionizing dose effects, the physical mechanisms explaining the degradation of transistors ~ctrical characteristics are discussed as a function of device architecture and design. After that, the transient radiation response of single- and multiple-gate devices is investigated. Furthermore, mixed-mode simulations are used to show trends as a function of the integration level on the sensitivity to single-event effects. From our study, we propose some ways to optimize devices and to mitigate the radiation induced effects in future technologies.