Utilisation des transistors MOS à effet de champ de type COTS en environnement radiatif ionisant

Use of COTS MOS Field-Effect-Transistors in ionising environment

• Auteur / Autrice : Cyrille Picard
• Direction : Jean-Pierre Charles, Alain Hoffmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Metz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rayonnements ionisants

Modèles mathématiques

Transistors MOSFET

MOS (électronique)

Mots clés libres

Transistor MOSFET

Piégeage porteur charge

Résumé

Bien que spécifiques, les environnements radiatifs sont variés et représentent des investissements considérables. L'électronique, et en particulier la technologie MOS, est sensible aux radiations. Quoi que non dédiés aux environnements hostiles, les composants COTS, sont de plus en plus utilisés afin de réduire les coûts. Afin d'obtenir l'assurance de leur tenue à la dose, des tests sont nécessaires mais ajoutent un coût non négligeable. L'étude est consacrée à l'amélioration de la caractérisation et de l'utilisation des MOSFETs en environnement radiatif. Les méthodes de caractérisations thermiques permettent de déterminer la dynamique de dépiégeage des charges et conduisent aux niveaux énergétiques des pièges. L'étude théorique montre qu'un raisonnement sur une énergie d'activation moyenne conduisait à sous estimer celle-ci ainsi que le facteur de fréquence. Une simulation basée sur plusieurs énergies d'activation proches permet un meilleur ajustement avec les résultats expérimentaux. Différents traitements tels que l'implantation ionique, le stress électrique et même une pré-irradiation, ont été testés pour améliorer la tenue des composants COTS à la dose. La technique de pré-irradiation consiste à modifier certains paramètres électriques par irradiation ou stress électrique et impose une adaptation du système. La méthode du stress électrique utilise la forte création d'états d'interface qui intervient au bout d'une certaine durée de stress. Celle-ci entraîne une augmentation de la tension de seuil et permet de retarder la perte de fonctionnalité du composant lors de l'irradiation. Les équivalences observées entre les effets d'un stress électrique positif et ceux d'une irradiation ont conduit à la mise au point d'une méthode de sélection par stress électrique des composants pour l'environnement radiatif. Le stress électrique permet une réduction des coûts, un gain de temps et améliore la caractérisation d'un lot en mettant en évidence les problèmes de dispersion.