A4 Dommages dus aux rayonnements ionisants

Topique

Lorsqu'une particule énergétique traverse ce matériau semi-conducteur, elle provoque des dommages par déplacement dans son réseau cristallin. En entrant en collision avec les atomes du réseau, la particule déplace certains d'entre eux de leur position initiale, créant ainsi des défauts ponctuels. Plus l'énergie de la particule est élevée, plus la densité de défauts le long de son parcours est importante.

Cette même densité de défauts, induite par les dommages par déplacement, dégrade la durée de vie des porteurs de charge dans ce matériau semi-conducteur, conformément à la relation de Messenger-Spratt. Un autre modèle décrit ce système plus en détail : chaque défaut ponctuel supplémentaire introduit dans le réseau cristallin par les dommages par déplacement agit comme un centre de recombinaison additionnel. Dans ce matériau semi-conducteur, un porteur minoritaire peut se recombiner plus tôt que dans un réseau cristallin exempt de ces défauts, ce qui raccourcit sa durée de vie. Une densité de défauts plus élevée signifie, toujours selon la relation de Messenger-Spratt, que la durée de vie des porteurs est encore plus courte.

Par conséquent, ce modèle, après avoir initialement évalué les dommages par déplacement et la dégradation de la durée de vie des porteurs, décrit également un second mécanisme de défaillance, distinct de ces dommages cumulatifs par déplacement. Dans ce second mécanisme, la même particule énergétique, en traversant un nœud de mémoire de ce matériau semi-conducteur, dépose une charge sur son passage. Lorsque cette charge déposée dépasse une charge critique spécifique à ce nœud de mémoire, elle suffit à elle seule, sans qu'aucun dommage par déplacement supplémentaire ne s'accumule, à inverser l'état logique stocké dans ce nœud, produisant ainsi une perturbation par événement unique (SEU). Cependant, si la charge déposée par cette particule énergétique reste inférieure à cette charge critique, le nœud de mémoire conserve son état logique stocké sans subir cette perturbation, même si les dommages par déplacement qu'elle laisse continuent de dégrader cumulativement la durée de vie des porteurs de ce matériau semi-conducteur.

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