Caractérisation à l'aide d'un laser impulsionnel de la sensibilité des circuits intégrés aux effets singuliers : méthodologie de tri préliminaire des composants SRAM commerciaux

par Frédéric Darracq

Thèse de doctorat en Sciences physiques et de l'ingénieur. Électronique

Sous la direction de Pascal Fouillat.

Soutenue en 2003

à Bordeaux 1 .

mots clés

• Semiconducteurs -- Effets des rayonnements
• Faisceaux laser
• Ions lourds

Résumé

Ce travail contribue à la mise au point d'une méthode de caractérisation expérimentale de la sensibilité des composants électroniques à certains effets produits par des ions lourds. Il trouve son originalité dans l'utilisation d'une impulsion laser incidente sur la face arrière du composant en lieu et place d'un ion. Cette thèse expose différents éléments décrivant l'effet d'un ion lourd conduisant aux erreurs de type aléa logique ou verrouillage ainsi que l'interaction d'une impulsion laser avec un semiconducteur responsable des mêmes erreurs. Les méthodes de test par faisceau laser et par faisceau d'ions lourds sont décrites afin de préciser leurs avantages et inconvénients. Le montage expérimental réalisé est basé sur l'utilisation d'un laser Nd/YAG fibré et est entièrement automatisé. L'utilisation de cet outil sur des mémoires vives de plus d'1 Mbit a permis de dégager une méthodologie de test dont l'efficacité est discutée et illustrée par différents résultats expérimentaux.

Titre traduit

Pulsed laser technique for single event effects testing of integrated circuits : screening methodology for commercial devices

Résumé

This work concerns the elaboration of an industrial method for Single Event Effect (SEE) sensitivity testing on integrated circuits. The concerned SEEs are those produced by heavy ions and are mainly Single Event Upset (SEU) and Single Event Latchup (SEL). The original test approach chosen in this study relies on the use of infrared laser pulses striking the backside of the tested device. Laser pulse and heavy ion interaction with semiconductor materials are described and a presentation of the particle accelerator test and some former laser test methods is also given. Advantages and drawbacks of those two techniques are discussed. The developed experimental setup uses a near infrared fiber coupled Neodyme/YAG pulsed laser. Its different elements are described. Using this tool to characterise the SEU sensitivity of several modern SRAMs has allowed to define a test methodology. Its efficiency is discussed and illustrated by different experimental results.