Sensibilité des composants nanoélectroniques innovants aux effets des radiations

Contexte :

L’évolution et l’intégration des composants électroniques reposent depuis longtemps sur la miniaturisation des dimensions des transistors. Leur taille atteint désormais des dimensions telles que les épaisseurs de couches minces ne contiennent plus que quelques couches atomiques. Pour poursuivre l’intégration des composants, une des voies les plus prometteuses consiste à explorer les empilements en 3D de composants. Cette démarche initiée au CEA LETI depuis plusieurs années a permis l’apparition de composants tels que les FinFETs), les nano-fils de silicium et plus récemment les nano-sheets.
Les premières études radiatives du CEA DIF montrent que les premières générations de ces technologies sont prometteuses, et identifiées comme solution possible pour l’électronique du futur. Ces études radiatives nécessitent d’être poursuivies sur les dernières générations technologiques actuellement développées au LETI.

Objectif de la thèse :

Les objectifs seront :

• De comprendre le fonctionnement des composants avancés du CEA LETI et des effets prédominants des radiations dans l’électronique.
• D’identifier, de modéliser et de simuler numériquement les environnements radiatifs d’intérêt et leur interaction avec les zones sensibles des dispositifs.
• De définir et réaliser les tests radiatifs pertinents par rapport aux environnements définis.
• D’évaluer les règles de conception pour optimiser les futurs composants électroniques afin de les rendre plus résistants aux effets des radiations.

Déroulement de la thèse :

Le travail de thèse de déroulera selon les étapes suivantes :

• Etude bibliographique : fonctionnement des composants LETI et environnements radiatifs d’intérêt.
• Modélisation du comportement électrique des composants étudiés.
• Réalisation de campagnes d’expérimentation radiative sur ces composants (sur site ou à l’étranger).
• Identification/analyse et modélisation des mécanismes originaux de dégradation et modélisation.
• Identification des stratégies possibles de durcissement.

Les travaux de thèse seront réalisés en interface avec plusieurs équipes des laboratoires impliqués (CEA DIF et CEA LETI) et des collaborations externes pour les expériences réalisées. Les travaux de thèse se dérouleront principalement au CEA DIF (Arpajon) avec de nombreux échanges au CEA LETI (Grenoble). Des collaborations nationales ou internationales seront mises à profit aussi bien pour les expérimentations réalisées sous faisceaux de particules que pour la modélisation et la simulation numérique des environnements radiatifs et de leurs effets sur l’électronique.

DIRECTEUR DE THESE

Sylvain BARRAUD
sylvain.barraud@cea.fr

ECOLE DOCTORALE

ED 220
Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS)
Grenoble INP
46 avenue Félix Viallet
38031 Grenoble Cedex 1

ENCADRANT

Damien LAMBERT
damien.lambert@cea.fr

CENTRE

DAM – Île-de-France
Bruyères-le-Châtel
91297 Arpajon
Tél. : 01-69-26-40-00