Méthodologie de prédiction des effets destructifs dus à l'environnement radiatif naturel sur les MOSFETs et IGBTs de puissance

Methodology of prediction of the destructive effects due to the natural radiation environment on power MOSFETS and IGBTS

• Auteur / Autrice : Aurore Luu
• Direction : Patrick Austin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Conception des circuits micrélectroniques et microsystèmes
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ions lourds

Rayonnements ionisants

Transistors de puissance

Transistors MOSFET

Mots clés libres

Vdmos

Igbt

Evènements singuliers

Seb

Sel

Test laser

Irradiations ions lourds

Protons

Neutrons

Cartographie laser

Simulation TCAD

Code de prédiction de sensibilité

Résumé

Ces travaux contribuent à définir une nouvelle méthodologie de caractérisation et de prévision de la sensibilité des composants de puissance de type VDMOS vis à vis de l'environnement radiatif naturel. Cette méthodologie est basée sur le test laser d'une part et sur le développement d'un logiciel de prédiction nommé MC DASIE d'autre part. La méthode de caractérisation par laser de MOS de puissance est validée à partir de la comparaison des résultats obtenus avec des accélérateurs de particules. En outre, des cartographies laser de sensibilités sont présentées et l'intérêt du laser comme outil complémentaire des accélérateurs est mis en lumière. Le développement d'une extension du logiciel de prédiction MC DASIE aux VDMOS permet de prédire leur sensibilité dans un environnement atmosphérique. A cette fin, des simulations TCAD sont réalisées ; elles permettent une meilleure compréhension du phénomène de Burnout ainsi que la définition de critères de déclenchement et du volume d'interaction.

These works define a new methodology for the characterisation and prediction of the sensitivity of power devices type VDMOS to the natural radiation environment. This methodology is based on laser tests on one hand and on the development of a prediction software named MC DASIE on the other. The method of characterisation of power MOSFETs with laser testing is validated through the comparison of the results obtained with particle accelerators. Furthermore, laser mapping of the sensitivity is presented and the advantage of using the laser as a complementary tool of accelerators is highlighted. The development of an extension of the MC DASIE prediction software to power MOSFETs allows one to predict their sensitivity in an atmospheric environment. To this end, TCAD simulations are achieved; they allow for a better understanding of the Burnout phenomenon as well as the definitions of the triggering criteria and the volume of interaction.