Résumé
Les technologies CMOS (« Complementary Metal-Oxide-Semiconductor ») de type FinFET (« Fin Field-Effect Transistor ») tendent à remplacer les technologies planaires pour des finesses de gravure inférieures à 20 nm. Pour des applications dans le domaine du spatial, les récentes générations de systèmes embarqués intègrent déjà des composants numériques en technologies FinFET entre autres sous la forme de SoC (« System-on-Chip »). Or, les composants électroniques exposés à l’environnement radiatif spatial sont susceptibles de connaitre différents types de défaillances. Au cours de cette thèse, les travaux menés nous ont permis d’étudier la sensibilité aux effets singuliers (SEE) des radiations de la technologie bulk FinFET en 16 nm à travers la modélisation de la technologie et l’expérimentation sous faisceau laser en mode Single-Photon Absorption (SPA). Nous présentons dans un premier temps un état de l’art des technologies FinFET et de leurs sensibilités aux effets singuliers. Une modélisation de la technologie est ensuite réalisée à l’aide de simulations TCAD (« Technology Computer Aided Design ») de transistors FinFET élémentaires NMOS et PMOS et d’un inverseur CMOS, permettant d’observer des effets transitoires liés à l’irradiation de ces structures. Sur le plan expérimental, notre cas d’étude a porté sur le SoC complexe AMD Zynq Ultrascale+. Dans un premier temps, une analyse de la sensibilité de ce composant au Single-Event Latchup (SEL) est réalisée. Les résultats de section efficace SEL obtenus par test laser présentent une très bonne corrélation avec les données ions lourds issues de la littérature. Nos résultats confirment l’absence de SEL dans cette technologie pour les structures de cœur logique polarisés à 0.8 V. Une méthode de localisation du SEL dans ce type de composant par triangulation de la signature thermique à partir d’oscillateurs en anneau est également proposée. Nous présentons et discutons par la suite des résultats de sensibilité au Single-Event Transient (SET) obtenus lors des tests laser nous permettant de mettre en évidence la différence d’énergie seuil entre le SET et le Single-Event Upset (SEU) dans la logique programmable du composant étudié. L’impact de cette différence sur la prédiction des taux d’évènements singuliers en orbite est évalué, confirmant l’intérêt du test laser en complément des tests sous ions lourds pour l’analyse des SEE dans les composants complexes. Enfin, les limitations de nos résultats et des perspectives sont identifiées.