Etude fondamentale et prospective des protections des circuits intégrés aux décharges électrostatiques
Auteur / Autrice : | Christel Buj |
Direction : | Jean-Pierre Chante |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Electronique |
Date : | Soutenance en 1994 |
Etablissement(s) : | Lyon, INSA |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : CEGELY - Centre de génie électrique de Lyon (Rhône ; 1992-2007) |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Ce mémoire traite de l'analyse du phénomène de décharge électrostatique (ESD) dans les technologies CMOS. Les décharges électrostatiques sont des phénomènes très rapides pouvant conduire à des niveaux de courant importants. Les défaillances dues aux ESD sont souvent causées par de brutales augmentations locales de température dues à un échauffement lors de l'impulsion. Le comportement physique de ce procédé d'emballement thermique, appelé second claquage, a été analysé en étudiant le couplage des effets électriques et thermiques. Cette étude débute sur une analyse de la modélisation des effets électrothermiques. La base physique utilisée pour ce modèle tient compte de simplifications émises dans le cadre de nos applications. La validation de ce modèle passe par l'étude de structures simples, telles que résistances et diodes. L'étude de la diode, consacrée à la validation du modèle électrothermique par l'expérience,, a permis de mettre en évidence l'évolution du claquage thermique. Les différents modes de focalisation ont été représentés et expliqués. Les niveaux de défaillance prédits par la simulation sont en bon accord avec les résultats expérimentaux. Cette validation est suivie d'une étude sur les transistors NMOS, point critique des protections de sortie actuelles. L'analyse de l'impact des briques de base sur la tenue aux ESD a permis de mettre en évidence les différents mécanismes de dégradations des dispositifs NMOS. Enfin, la simulation électrothermique des transistors NMOS nous a permis de comprendre les mécanismes de défaillance et d'analyser la fragilité de certaines architectures de drain.