Modelisation and analysis of the impact of the combined effects of aging and SEE for nano-scaled technologies in avionics
Description
CMOS technologies used in avionics are prone to both aging and soft error caused by cosmic rays. The ongoing technology scaling has improved the radiation sensitivity of memory cells while the contribution of degradations mechanisms remained unchanged. Considering this trend, the hypothesis that radiation sensitivity does not change over the lifetime of a component must be challenged. In order to do so, a modelling methodology is proposed. It is based on an existing radiation modelling device and includes an electrical aging modelling. This modelling is used to characterize the aging impact on radiation sensitivity of several memory cells under different radiative environment. The impact of diverse electrical parameters is noted and an operative avionics study is finally proposed. (author)
Abstract (French)
L'electronique embarquee dans l'aeronautique, couramment appele avionique, est chargee d'effectuer des taches critiques et doit presenter une fiabilite elevee. La technologie Complementary Metal Oxyde Semiconductor (CMOS) est couramment utilisee pour realiser des composants critiques, comme des memoires. Les composants CMOS sont susceptibles a deux types d'erreurs: les degradations liees au vieillissement et les evenements singuliers causes par les particules cosmiques. Or, les conditions d'utilisation de l'avionique renforcent la frequence d'occurrence de ces deux types d'erreurs. Le vieillissement consiste, pour les composants CMOS, en la degradation de ses interfaces metal/oxyde et oxyde/semi-conducteur au cours de sa duree de vie. Les composants avioniques subissent un vieillissement accelere de par leur condition d'utilisation intensive. Le rayonnement cosmique est compose de particules energetiques d'origine extrasolaire. Certaines de ces particules sont susceptibles d'interagir un composant electronique et d'y deposer de l'energie, cela peut causer une erreur appelee evenement singulier. L'avionique est particulierement concernee par cette problematique car ces evenements peuvent etre critiques et qu'elle rencontre un flux eleve de particules. Auparavant, la sensibilite aux radiations etait consideree comme independante du vieillissement. Seulement, les evolutions des technologies CMOS nous amenent a remettre en cause cette hypothese. Afin d'etudier ce nouveau phenomene, une methode de modelisation a ete developpee. Celle-ci couple la modelisation des evenements singuliers a une modelisation electrique circuit du vieillissement. Elle permet d'effectuer des simulations sur un circuit memoire specifique dans des environnements radiatifs varies. De ces simulations ressortent l'influence de certains parametres electriques, qui permettent de proposer une simulation operationnelle appliquee a l'avionique. (auteur)
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Additional details
Additional titles
- Original title (French)
- Modelisation et interpretation des effets combines vieillissement/SEE dans les technologies d'echelles nanometriques appliquees au domaine avionique
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 107 p.
- Report number
- FRNC-TH--11901
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 52083406
- Subject category
- S46: INSTRUMENTATION RELATED TO NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- AGING; CMOS CIRCUITS; COMPUTERIZED SIMULATION; COSMIC RADIATION; ELECTRIC POTENTIAL; FAILURE MODE ANALYSIS; MINIATURIZATION; MOS TRANSISTORS; NANOELECTRONICS; PARAMETRIC ANALYSIS; PHYSICAL RADIATION EFFECTS; SEMICONDUCTOR STORAGE DEVICES; SENSITIVITY ANALYSIS; THRESHOLD CURRENT
- Descriptors DEC
- CURRENTS; ELECTRIC CURRENTS; ELECTRONIC CIRCUITS; INTEGRATED CIRCUITS; IONIZING RADIATIONS; MEMORY DEVICES; MICROELECTRONIC CIRCUITS; RADIATION EFFECTS; RADIATIONS; SEMICONDUCTOR DEVICES; SIMULATION; SYSTEM FAILURE ANALYSIS; SYSTEMS ANALYSIS; TRANSISTORS
Optional Information
- Notes
- 83 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses