De l'utilisation des recuits isothermes et isochrones pour la caracterisation de structures mos irradiees. Application aux cinetiques des effets post - irradiation dans differents contextes (spatial, accelerateurs) et normes d'essais

Methodology of isochronal and isothermal anneals applied to irradiated mos structures. Application to post-irradiation effects (in space, accelerators) and standard test procedures

• Auteur / Autrice : CHRISTIAN CHABRERIE
• Direction : Alain L'Hoir
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Notre contribution porte sur la mise au point d'une methodologie d'utilisation des recuits isothermes et isochrones pour la caracterisation des transistors mos (metal - oxyde - semi-conducteur) des composants electroniques irradies. Nous etudions les cinetiques de guerison des effets post-irradiation et la modelisation des phenomenes de guerison actives par la temperature. Ceci permet de comprendre les mecanismes physiques de base qui ont conduit a la definition des procedures de test normalisees. Les domaines d'application sont nombreux (spatial, militaire, accelerateurs pour la physique des hautes energies, nucleaire civil et robotique en milieu hostile). Nous commencons en rappelant le contexte de notre etude et en presentant les actuelles procedures de test normalisees (tm1019. 4 et bs22900) utilisees pour la qualification des circuits integres. Nous passons ensuite en revue les differentes theories des phenomenes actives par la temperature. Le lien entre les fondements des procedures normalisees et les phenomenes thermiquement actives est mis en evidence. A partir de cette analyse, nous proposons une nouvelle approche, principalement fondee sur l'utilisation de recuits isochrones. Au cours de ce travail, nous avons developpe deux outils dans ce but : ? le premier outil est logiciel, c'est un programme de simulation numerique pour des phenomenes thermiquement actives. ? le second est constitue de bancs specifiques de recuits automatises (en particulier isochrones), que nous avons mis au point. Les applications et les resultats sont ensuite decomposes en quatre temps : ? le premier presente les resultats de simulations effectuees grace a notre code de calcul, ? le deuxieme concerne les resultats experimentaux obtenus sur des oxydes minces de differentes technologies durcies et leur application a l'etude des oxydes de grille des transistors, ? le troisieme developpe des resultats sur les oxydes epais des technologies non durcies et leurs consequences sur les courants de fuite lateraux dus aux structures mos parasites des composants du commerce, ? le quatrieme etudie les evolutions post-irradiation des etats d'interface pendant les recuits isochrones. Nous concluons par un certain nombre de recommandations quant aux methodes de test des composants electroniques apres stress. L'utilite des recuits isochrones (tres rapides) comme premiers tests, est demontree. Les informations qu'ils apportent se revelent nettement plus precises que celles que l'on pourrait obtenir par une serie de recuits isothermes.