Abstract: Introduccio Aquesta tesi es centra en els anomenats Single-Event Effects (SEE) causats per la recol·leccio de carrega degut a l'impacte d'una particula energetica en un node d’un circuit microelectronic.
En les ultimes decades la tecnologia microelectronica ha experimentat un escalat constant permetent el disseny i implementacio de sistemes mes rapids, mes complexos i compactes.
Aquest escalat ve acompanyat per la disminucio de la tensio d'alimentacio i la reduccio de les mides dels transistors, fenomens que tenen per efecte col·lateral un augment en la probabilitat de que una particula ionitzant que interactua amb el substrat semiconductor puga generar la carrega suficient per induir efectes transitoris que afectin el correcte funcionament del circuit electronic i causar aquests SEEs. D'aquesta forma, els efectes de la radiacio ionitzant ja no son un problema especific exclusivament relacionat amb aplicacions espacials o avionica, convertint-se en una preocupacio important per a la fiabilitat dels dispositius electronics emergents.
Aquests SEEs es poden dividir en els anomenats Single-Event Upsets (SEU) si produeixen un canvi en l'estat logic d'un element de memoria i els anomenats Signle-Event Transients (SET) si es genera una variacio transitoria en el voltatge d’un o mes nusos en un circuit combinacional. Ambdos SEEs es produeixen degut a la generacio de parells electro-forat com a consequencia de les interaccions de particules amb la xarxa cristal·lina de silici que forma el susbstrat dels dispositius d’estat solid en els circuits integrats. Les particules alfa, neutrons, protons, ions pesats i altres particules ionitzants poden interactuar amb dispositius d'estat solid i afectar aixi el seu comportament. Aquest efecte sols es produeix quan la carrega recol·lectada sobrepassa un determinat valor llindar (carrega critica), la qual depen de la tecnologia de fabricacio, del disseny a nivell de circuit, disposicio dels components i de les caracteristiques transitories de la corrent induida.
- Contingut de la investigacio Aquesta tesi s'ha centrat en l'estudi dels SEUs en dos dissenys diferents de cel·les SRAM, ressaltant un estudi comparatiu entre les cel·les de mida minima de sis transistors (6T) i de vuit transistors (8T). D'aquesta manera, el treball aqui presentat mostra els resultats de l'exposicio de les SRAMs a diferents entorns operatius tals com una font alfa, una font de protons, una font de neutrons i un camp mixt d'alta energia, caracteritzat aquest ultim per contindre espectres de particules mes energetiques, (fins als GeV) i un conjunt mes ampli d'especies de particules (incloent pions carregats).
Tambe s'estudia l'estabilitat dels convertidors analogic-digitals (A/D) per SET, utilitzant un disseny de modulador ΣΔ per a calcular si per a nivells raonables de carrega induida, la inestabilitat pot ser activada per SET.
- Conclusio Amb l'objectiu de destacar alguns resultats interessants obtinguts en la tesi: • La presencia de MBU es mes evident quan la SRAM esta exposada a particules d'alta energia, un efecte que es mes pronunciat en les cel·les 6T.
• Els valors de la seccio transversal obtinguts a partir dels resultats experimentals de les cel·les 6T estan d'acord amb els valors publicats anteriorment. Els resultats mostren que independentment del nombre de transistors que componen les cel·les de memoria, el nombre total d'esdeveniments registrats es bastant similar quant a que els dispositius tenen la mateixa mida. No obstant aixo, el percentatge de MBU es clarament mes alt en 6T que en 8T donada la major densitat inherent de 6T a mes de l'aillament proporcionat pel circuit de lectura en 8T.
• Un altre resultat interessant es que les SRAM van revelar la vulnerabilitat als neutrons durant les proves realitzades en el Centre Nacional d'Acceleradors (CNA).
• S'ha demostrat que un SET pot activar la inestabilitat en els moduladors ΣΔ. En aquest cas, el rendiment del convertidor A / D es redueix en gran mesura, pero no es detecta de forma senzilla a partir del flux de bits de sortida. Aixo implica que un SET podria conduir a adquisicions incorrectes a llarg termini.