Estudo dos efeitos transitórios da radiação sobre a confiabilidade de transistores SOI

Abstract

Dispositivos eletrônicos possuem vasta aplicação, nos mais diversos cenários, e isto inclui os ambientes radioativos. Estes dispositivos precisam ser confiáveis para suas missões, uma vez que falhas em funções críticas podem ocasionar grandes prejuízos materiais e/ou humanos. Este trabalho faz um estudo dos efeitos transitórios causados pela incidência de partículas carregadas sobre os dispositivos semicondutores, através de simulações tridimensionais. As simulações foram feitas com dispositivos da tecnologia SOI (Silicon-On-Insulator - Silício Sobre Isolante), tanto em um dispositivo isolado quanto em dispositivos redundantes ligados em série. A partir dos resultados destas simulações, é proposto um modelo de confiabilidade baseado em processos de Markov, de forma que este possa ser adaptado de acordo com o ambiente, em função do fluxo de partículas. Os dispositivos redundantes em série mostraram-se mais confiáveis quando separados por um óxido, não dependendo do fluxo de partículas do ambiente considerado.

Electronic devices have a wide range of application, in the most diverse scenarios, including the radioactive environments. These devices must be reliable for their missions, once failures in their critical functions can cause large losses in terms of money or even human losses. This work makes a study on the transient effects caused by the incidence of charged particles over semiconductor devices, through tridimensional simulations. The simulations were performed with devices made in Silicon-On-Insulator technology, both in an isolated configuration as in a redundant serial configuration. Based on the simulation results, a reliability model is proposed, using Markov processes as a basis, being able to be adapted to the environment, as a function of its particle flux. The redundant serial devices showed the best results of reliability, when separated by oxide, not depending on environment particle flux.