Etude de durcissement de la technologie 28 nm FDSOI aux très fortes doses de radiation ionisante

Hardening study of 28nm FDSOI technology at very high doses of ionizing radiation Les rayonnements ionisants provoquent des dysfonctionnements dans les systèmes électroniques, de la simple erreur de calcul au dysfonctionnement total de l’appareil. À l'échelle nanométrique, les rayonnements ionisants d’énergie élevée produisent des charges susceptibles d'être piégées dans les oxydes isolants du dispositif. Ces charges piégées produisent des dégradations électriques qui se manifestent dans les dispositifs MOSFET par un décalage négatif de la tension de seuil, un affaiblissement de la pente sous-seuil et une augmentation des courants de fuite. La résilience des systèmes électroniques à ces dégradations est essentielle dans les environnements radiatifs tels que l'espace, les centrales nucléaires ou dans le cas le moins souhaité des accidents nucléaires.Ce travail vise à explorer deux axes de recherche dans le but d'étudier leur impact sur la récupération des caractéristiques électriques de dispositifs 28nm FDSOI ayant été exposés à des rayonnements ionisants. Cette thèse propose une nouvelle méthode de durcissement par régénération-compensation basée sur le dépiégeage des charges par application de cycles de recuit thermique d’une part et d’autre part sur la compensation électrique de la tension de seuil autorisée par la capacité inhérente à la technologie 28nm FDSOI d'appliquer une polarisation back-gate. Cette méthode a pu être validée par la modélisation physique des effets des rayonnements et des mécanismes de récupération, ainsi que par des expériences avec des dispositifs FDSOI. De plus, des simulations réalisées avec des cellules FDSOI basiques typiquement utilisées dans les circuits numériques ont permis de prédire leur dégradation et leur récupération, validant ainsi davantage la méthode de récupération proposée.