Microélectronique : expertise

L'expertise en microélectronique proposée par Phyapp repose essentiellement sur celle des experts du laboratoire IMEP-LAHC de Grenoble/Minatec - Chambéry/Technolac et de leurs moyens d'analyse à la pointe de l'état de l'art en la matière.

Ces experts n'interviennent jamais seuls. Toutes les prestations d'expertise sont encadrées par un généraliste industriel Phyapp qui se charge des évaluations et de la génération des livrables.

L'expertise Phyapp en microélectronique est principalement consultée pour la conception et la mise en oeuvre de moyens d'instrumentation spécifiques, pour la validation des mesures, pour les explications physiques des phénomènes observés... Elle vient à l'appui de composantiers, d'équipementiers, d'intégrateurs..., voire d'autres experts en microélectronique souhaitant l'avis de pairs...

Quand des interfaçages électroniques sont à concevoir, quand les conditions environnementales sont contraignantes, quand les ordres de grandeurs des mesures rendent les raccordements métrologiques difficiles... d'autres compétences Phyapp s'associent pour une prestation globale et cohérente.

Une intervention d'expertise en microélectronique est généralement associée à d'autres types d'interventions; c'est la force de Phyapp : la disponibilité d'experts de hauts nivaux, pour le guidage et la validation d'interventions de caractérisation, d'étude de faisabilité, d'accompagnement/transfert de compétences, d'instrumentation.

Les exemples détaillés ci-dessous sont relatifs à des prestations précédemment effectuées, en cours d'évaluation ou typiques :

 

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Caractéristiques statiques

Prestations Commentaires

Caractérisation électrique statique : courant-tension (I-V)

Qualification/diagnostic des dispositifs microélectroniques en vue de leur optimisation.

Mesures des caractéristiques de transfert : courant de drain, courant de grille, courant de substrat en fonction des polarisations de grille, de drain et de substrat.

 Extraction des principaux paramètres électriques et technologiques : tension de seuil, mobilité de porteurs, pente sous le seuil, courants de fuite, résistances d'accès, dopage, densité d'états...

 Influence du type d'architecture des dispositifs (ingénierie source-drain, optimisation du canal, zones LDD…).

 Impact de la miniaturisation des composants (effets de canaux courts, canaux étroits, épaisseur mince des oxydes...).

 Établissement des modèles analytiques.

Expert microélectronique : physique du solide
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Caractéristiques dynamiques

Prestations Commentaires

Caractérisation C(V) – G(V) en fonction de la fréquence (C-V G-V)

Qualification/diagnostic des dispositifs microélectroniques, évolutions en fonction de la fréquence.

Mesures de caractéristiques capacité – tension et conductance – tension des structures MOS sur capacité ou transistor

 Extraction des paramètres : épaisseurs du diélectrique de grille, tension de bande plate, dopage du substrat, densité d'états d'interface, section efficace des pièges

 Sur transistor, Mesures des capacités grille-canal Cgc, grille-substrat Cgb par méthode « split » en vue d'extraction de la mobilité des transistors et des capacités de recouvrement

 Mesures d'impédances par rampes quasi statiques (simulation de très basse fréquence)

Expert microélectronique : physique du solide
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Bruit

Prestations Commentaires

Caractérisation de bruit basse fréquence et fluctuations électriques

Le bruit électrique est un problème croissant en microélectronique : le rapport signal à bruit ("S/N") diminue avec la réduction des dimensions. Les circuits digitaux comme les circuits analogiques sont de plus en plus affectés. De nouvelles méthodes sont nécessaires pour minimiser le bruit et diminuer la sensibilité de ces circuits et, surtout, discriminer le réel de l'artéfact...

Diagnostic de qualité des technologies : homogénéité - défauts, identification des origines physiques de bruits.

Types de bruit : bruit blanc, bruit 1/f, bruit RTS, bruit de génération-recombinaison...

Identification de sources de bruit

Dépendance du bruit avec les différentes polarisations.

Évaluation de la limite des applications.

Influence de l'architecture des composants.

Impact de la miniaturisation ("scaling down").

Extraction de densités des défauts, des densités spectrales de puissance de courant et de tension

Qualification des technologies

Expert microélectronique : modélisation des sources de bruit
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Fiabilité

Prestations Commentaires

Analyse expérimentale de fiabilité des composants

Expertise des mécanismes de défaillance.

Différentes techniques de qualification peuvent être utilisées : I-V, Gate Induced Drain Leakage (GIDL), bruit basse fréquence, fonctionnement à basse et haute températures, émission de photons, mesures transitoires...

Monitorer les dispositifs en termes de fiabilité, suivre l'évolution des paramètres électriques sous contraintes thermiques et vieillissement accéléré, évaluer leur durée de vie...

Vieillissement en fonction des polarisations appliquées, du temps...

Modifications de cahiers des charges induites par les évolutions des paramètres électriques.

Extraction de densités de défauts.

Estimation de la durée de vie des composants

Mesures automatiques et manuelles

Physique du solide,
traitement du signal...
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