Thèses
Fiabilité des technologies CMOS avancées pour les applications digitale et Radio Fréquence

ISEN Yncréa Méditerranée
Campus de Toulon
Projet IPCEI nano 2022

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Auteur

Hugo PITARD

Sous la direction de

  • Alain Bravaix

Début de thèse le

1/03/2021

Fin de thèse le

29/02/2024

Résumé

Le programme consiste à la mise au point des tests de circuits intégrés avancés des nœuds digitaux CMOS FDSOI actuels (28 à 22nm, fonctionnant à basse tension (LV) avec VDD= 0.65 à 1 V) aux circuits mixtes BiCMOS à drain étendu EDMOS (de tension intermédiaire (MV) à haute tension (HV), tension VDD = 10 à 20V) pour étudier la fiabilité et la robustesse des dispositifs aux circuits intégrés. Le premier but sera de déterminer les mécanismes de dégradation principaux comme l’injection de porteurs chauds, l’instabilité en température sous polarisation négative/positive (NBTI/PBTI) et le claquage du diélectrique de grille doux (SBD) et franc (HBD) qui réduisent la durée de vie des dispositifs et circuits pour les applications digitales à analogique, en développant les techniques accélérées de durée de vie. Les conditions pire-cas sont étudiées entre les dégradations globale/locale et les proportions permanente/recouvrable de défauts qui seront étudiés dans les dispositifs, cellules et circuits, à partir des paramètres les plus pertinents. Une attention est portée sur un axe de recherche basé sur le découplage entre les facteurs d’accélération en température comme l’auto-échauffement, les aspects d’emballement thermique pour les nœuds digitaux LV et MV ainsi que dans les technologies mixtes fonctionnant en MV et HV. Un autre axe de recherche est de distinguer les mécanismes d’interactions entre les irradiations naturelles et la dégradation HC dans l’objectif de modéliser précisément les dommages pire-cas en fonction des familles de dispositifs, ainsi que leurs impacts dans les circuits soumis à de fortes contraintes environnementales. Le design et la conception de motifs de test pour ces thématiques seront développés au cours de la thèse. Le dernier aspect à développer sera d’utiliser les techniques de mesures de type Random Telegraph Noise (RTN) et de mesure en 1/f appliquées au fonctionnement analogique pour une analyse fine des défauts. Les marchés dédiés sont les applications automobile et l’internet des objets (IoT).