Contribution au développement et à la mise en place de techniques avancées de localisation de défauts dans les circuits intégrés en milieu industriel PDF Download
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Author: Abdellatif Firiti
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Category :
Languages : fr
Pages : 304
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Book Description
Cette thèse a été effectuée au laboratoire RCCAL de STMicroelectronics Rousset en collaboration avec le CNES et le laboratoire IXL. Le but de ces travaux, réalisés exclusivement sur un site industriel, est de développer et de mettre en place des méthodes optiques de localisation de défaut dans les circuits intégrés (CI) sans contact et non destructives. Les techniques étudiées et développées sont l’émission de lumière, la stimulation thermique laser et la stimulation photoélectrique laser par la face avant et la face arrière des CI. La thématique principale de ces travaux est la localisation des défauts dans les circuits intégrés en milieu industriel. Les principaux sujets de recherche traités dans ce manuscrit sont :-l’état de l’art des techniques de localisation des défauts dans les CI,-le développement des techniques de préparation des échantillons,-le système PHEMOS-1000 (Hamamatsu),-l’interprétation des signatures obtenues par les techniques STL et SPL sur un circuit intégré à l’aide du PHEMOS-1000,-la compréhension et la quantification de l’interaction laser-circuit intégré, -et le développement et la mise en place d’un processus de localisation de défauts résistifs en 3 dimensions dans un CI. Les limitations des techniques de localisation et du PHEMOS-1000 sont établies. Les points d’améliorations encore possibles sur cet équipement sont listés. En perspective aux techniques d’analyses traitées au cours de cette thèse, plusieurs techniques émergente, comme les techniques optiques dynamiques, les techniques magnétiques les techniques dérivées de l'AFM ont été évaluées avec succès et annoncées comme étant un point clé pour l’avenir des laboratoires d’analyses de défaillance.
Author: Abdellatif Firiti
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Languages : fr
Pages : 304
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Book Description
Cette thèse a été effectuée au laboratoire RCCAL de STMicroelectronics Rousset en collaboration avec le CNES et le laboratoire IXL. Le but de ces travaux, réalisés exclusivement sur un site industriel, est de développer et de mettre en place des méthodes optiques de localisation de défaut dans les circuits intégrés (CI) sans contact et non destructives. Les techniques étudiées et développées sont l’émission de lumière, la stimulation thermique laser et la stimulation photoélectrique laser par la face avant et la face arrière des CI. La thématique principale de ces travaux est la localisation des défauts dans les circuits intégrés en milieu industriel. Les principaux sujets de recherche traités dans ce manuscrit sont :-l’état de l’art des techniques de localisation des défauts dans les CI,-le développement des techniques de préparation des échantillons,-le système PHEMOS-1000 (Hamamatsu),-l’interprétation des signatures obtenues par les techniques STL et SPL sur un circuit intégré à l’aide du PHEMOS-1000,-la compréhension et la quantification de l’interaction laser-circuit intégré, -et le développement et la mise en place d’un processus de localisation de défauts résistifs en 3 dimensions dans un CI. Les limitations des techniques de localisation et du PHEMOS-1000 sont établies. Les points d’améliorations encore possibles sur cet équipement sont listés. En perspective aux techniques d’analyses traitées au cours de cette thèse, plusieurs techniques émergente, comme les techniques optiques dynamiques, les techniques magnétiques les techniques dérivées de l'AFM ont été évaluées avec succès et annoncées comme étant un point clé pour l’avenir des laboratoires d’analyses de défaillance.
Author: Romain Desplats
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Languages : fr
Pages : 264
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CE MEMOIRE PRESENTE DES METHODES ET TECHNIQUES INNOVANTES POUR LA LOCALISATION DE DEFAUTS DANS LES CIRCUITS INTEGRES COMPLEXES DONT LE DESSIN DES MASQUES EST INCONNU. LES AVANCEES PROPOSEES REPONDENT A UN BESOIN RENCONTRE POUR L'ANALYSE DE DEFAILLANCE DES CIRCUITS COMMERCIAUX ET PROGRAMMABLES. UNE REVUE DE L'ETAT DE L'ART DES TECHNIQUES DE LOCALISATION PAR CONTRASTE DE POTENTIEL A MIS EN EVIDENCE L'ABSENCE DE TECHNIQUES OU METHODES POUR REPONDRE EFFICACEMENT ET DANS DES DELAIS BREFS A CE DEFI DE LOCALISATION. LE LOGICIEL IMAGE FAULT ANALYSIS (IFA) IMPLANTE SUR LES TESTEURS PAR FAISCEAU D'ELECTRONS IDS 5000 OFFRE LES BASES D'UNE METHODE DE LOCALISATION PAR COMPARAISON D'IMAGES ENTRE UN CIRCUIT DEFAILLANT ET UN CIRCUIT DE REFERENCE. EN S'APPUYANT SUR IFA, NOUS AVONS EVALUE DE FACON PRATIQUE ET THEORIQUE LA DUREE DE LOCALISATION ET LES PARAMETRES MIS EN JEUX, TELS QUE LA SURFACE DU CIRCUIT, LE NOMBRE DE VECTEURS ET LE TEMPS DE CHANGEMENT DE CIRCUITS. BASEES SUR CETTE ETUDE, NOUS AVONS DEVELOPPE DEUX APPROCHES : IFA DICHOTOMIE QUI RAMENE LA DUREE DE LOCALISATION DE PLUSIEURS MOIS AVEC IFA AUTOMATIQUE (METHODE DE BASE SUR L'IDS) A MOINS D'UNE SEMAINE (28 H MACHINE) POUR UN CIRCUIT PROGRAMMABLE FPGA D'UNE TAILLE DE 1 CM#2 ET IFA BACKTRACING QUI REDUIT CETTE DUREE A MOINS DE HUIT HEURES POUR LE MEME CIRCUIT DANS LE CAS D'UN FONCTIONNEMENT MARGINAL (LE MEME CIRCUIT PEUT ETRE MIS DANS UNE CONFIGURATION DEFAILLANTE OU FONCTIONNELLE). POUR ALLER PLUS LOIN ET REDUIRE ENCORE LA DUREE DE LA LOCALISATION, DES INFORMATIONS SUPPLEMENTAIRES ONT ALORS ETE INJECTEES PERMETTANT LE DEVELOPPEMENT D'APPROCHES NOVATRICES TELLES QUE : - LA LOCALISATION ASSISTEE PAR LE TEST I#D#D#Q, - LA LOCALISATION ASSISTEE PAR LA SIMULATION ELECTRIQUE POUR LE TEST INTERNE, - LA LOCALISATION ASSISTEE PAR LA GENERATION D'UN PSEUDO-LAYOUT. CETTE DERNIERE APPROCHE, DANS LE CAS D'UN CIRCUIT A1280 PERMET, GRACE A LA TECHNIQUE DE LA SELECTION DE SIGNAUX (QUE NOUS AVONS IMPLANTEE SUR L'IDS), DE S'AFFRANCHIR DE LA CONTRAINTE DU MODE IMAGE POUR ACCEDER AUX OUTILS DE NAVIGATION, SIMULATION ET MESURE COMME POUR UN ASIC POUR LEQUEL LE DESSIN DES MASQUES EST ACCESSIBLE.
Author: Kevin Sanchez
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Languages : fr
Pages : 160
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L’utilisation croissante de la microélectronique et ses évolutions technologiques permanentes rendent la fabrication des circuits intégrés de plus en plus difficile, complexe et coûteuse. Le maintien des niveaux de rendement et de qualité passe en partie par la mise en œuvre de laboratoires d’analyses de défaillances performants et adaptés. Le travail présenté s’inscrit dans ce cadre et traite de l’évolution des techniques d’analyses par stimulation laser, utilisées pour injecter au cœur des circuits intégrés une petite quantité d’énergie perturbatrice. Ce travail présente l’évolution et le développement de ces techniques dans le cas de circuits intégrés activés dynamiquement. La mesure de diverses variations électriques en synchronisme avec le balayage laser permet alors d’identifier des zones de sensibilité et d’isoler un grand nombre d’anomalies et de défauts. Les différentes interactions laser – circuit intégré en mode statique et dynamique sont abordées avant d’exposer le développement et l’application de ces techniques au travers de validations expérimentales et d’applications industrielles.
Author: Amjad Deyine
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Languages : fr
Pages : 0
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L'objectif principal du projet est d'étudier les techniques d'analyses de défaillances des circuits intégrés VLSI basées sur l'emploi de laser. Les études ont été effectuées sur l'équipement à balayage laser MERIDIAN (DCGSystems) et le testeur Diamond D10 (Credence) disponible au CNES. Les travaux de thèse concernent l'amélioration des techniques dynamiques dites DLS comme « Dynamic Laser Stimulation ». Les techniques DLS consistent à perturber le fonctionnement d'un circuit intégré défaillant par effet photoélectrique ou effet photothermique, en fonctionnement dynamique, à l'aide d'un faisceau laser continu balayant la surface du circuit. Un faisceau laser modulé avec des impulsions supérieures à la nanoseconde et de façon synchrone avec le test électrique à l'aide d'un signal TTL peut être également avantageusement utilisé pour localiser des défauts non accessibles par des techniques purement statiques (OBIRCh, OBIC etc.). L'analyse de la réponse des paramètres électriques à la perturbation laser conduit à une identification de l'origine de la défaillance dynamique. L'optimisation des techniques DLS actuelles permet d'augmenter le taux de succès des analyses de défaillance et d'apporter des informations difficilement accessibles jusqu'alors, qui permettent la détermination de la cause racine de la défaillance.Dans un premier temps, le travail réalisé a consisté en l'amélioration du processus d'analyse des techniques DLS par l'intégration étroite avec le test de façon à observer tout paramètre électrique significatif lors du test DLS. Ainsi, les techniques de « Pass-Fail Mapping » ou encore les techniques paramétriques de localisation de défauts ont été implémentées sur le banc de test constitué du Meridian et du D10. La synchronisation du déroulement du test opéré par le testeur avec le balayage laser a permis par la suite d'établir des méthodologies visant à rajouter une information temporelle aux informations spatiales. En effet, en utilisant un laser modulé nous avons montré que nous étions capable d'identifier avec précision quels sont les vecteurs impliqués dans le comportement défaillant en modulant l'éclairement du faisceau laser en fonction de la partie de la séquence de test déroulée. Ainsi nous somme capable de corréler la fonction défaillante et les structures du CI impliquées. Cette technique utilisant le laser modulé est appelée F-DLS pour « Full Dynamic Laser Stimulation ». A l'inverse, nous pouvons connaitre la séquence de test qui pose problème, et par contre ne pas connaitre les structures du CI impliquées. Dans l'optique de rajouter cette l'information, il a été développé une technique de mesure de courant dynamique. Cette technique s'est avérée efficace pour obtenir des informations sur le comportement interne du CI. A titre d'exemple, prenons le cas des composants « latchés » où les signaux sont resynchronisés avant la sortie du composant. Il est difficile, même avec les techniques DLS actuelles, d'avoir des informations sur une dérive temporelle des signaux. Cependant l'activité interne du composant peut être caractérisée en suivant sur un oscilloscope l'évolution du courant lorsque le circuit est actif, sous la stimulation laser. L'information sur la dérive temporelle peut être extraite par observation de cette activité interne.Enfin, ces techniques de stimulation laser dynamique, ont également prouvé leur efficacité pour l'étude de la fiabilité des CI. La capacité de ces techniques à détecter en avance d'infimes variations des valeurs des paramètres opérationnels permet de mettre en évidence l'évolution des marges de ces paramètres lors d'un processus de vieillissement accéléré. L'étude de l'évolution de la robustesse des CI face aux perturbations externes est un atout majeur qu'apportent les techniques DLS à la fiabilité.Les méthodologies développées dans cette thèse, sont intégrées dans les processus d'analyse et de caractérisation de CI au laboratoire.
Author: Mustapha Remmach
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
L'émission de lumière est une puissante technique de localisation dans le domaine de l'analyse de défaillance des circuits intégrés. Depuis plusieurs années, elle est utilisée comme une technique capable de localiser et d'identifier des défauts émissifs, tels que les courants de fuites, en fonctionnement statique du composant. Cependant, l'augmentation d'intégration et des performances des circuits actuels implique l'apparition d'émissions de défauts dynamiques dus à l'utilisation de fréquences de fonctionnement de plus en plus élevées. Ces contraintes imposent une adaptation de la technique d'émission de lumière qui doit donc évoluer en même temps que l'évolution des circuits intégrés. C'est dans ce contexte que de nouveaux modes de détection, liés à l'émission de lumière, est apparu : PICA et TRE. Ainsi, les photons sont collectés en fonction du temps donnant ainsi une place importante à la technique par émission de lumière dynamique pour le debbug et l'analyse de défaillance en procédant à une caractérisation précise des défauts issus des circuits intégrés actuels. Pour répondre aux exigences dues à l'analyse du comportement dynamique des circuits intégrés, des méthodes ont été identifiées à travers la technique PICA et la technique d'émission en temps résolu connue sous le nom de technique mono-point TRE. Cependant, les techniques PICA et TRE sont exposées à un défi continu lié à la diminution des technologies et donc des tensions d'alimentation. Pour analyser des circuits de technologies futures à faible tension d'alimentation, il est nécessaire de considérer différentes approches afin d'améliorer le rapport signal sur bruit. Deux solutions sont présentées dans ce document : un système de détection optimisé et des méthodes de traitement de signal.
Author: François Marc
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Languages : fr
Pages : 190
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Book Description
UNE METHODOLOGIE ANALYTIQUE DE LOCALISATION DE DEFAUT PAR TEST SOUS FAISCEAU D'ELECTRONS POUR LES CIRCUITS INTEGRES LOGIQUES, APPLICABLE DANS LES SITUATIONS DE CONNAISSANCE MINIMALE DU CIRCUIT, A ETE DEVELOPPEE. CETTE METHODOLOGIE CONSISTE EN UNE DECOMPOSITION DE CHAQUE OBJECTIF EN OBJECTIFS PLUS SIMPLES, ASSOCIEE A UN CHOIX RIGOUREUX DES TECHNIQUES D'OBSERVATION ET DES SEQUENCES DE TEST EN FONCTION DU CIRCUIT TESTE, DU TESTEUR UTILISE, DES PHENOMENES PHYSIQUES LIMITANT LES PERFORMANCES, ET SURTOUT DE L'OBJECTIF. L'INTERET D'UNE TECHNIQUE DE LOCALISATION RAPIDE DE FONCTIONS INTERNES QUELCONQUES A CONDUIT AU DEVELOPPEMENT DE LA SELECTION DE SIGNAUX, PARTICULIEREMENT PERFORMANTE DANS CE DOMAINE. L'APPLICATION DE LA METHODOLOGIE A DES FAMILLES FONCTIONNELLES COURANTES A ENTRAINE LA CONSTRUCTION DE METHODOLOGIES SPECIFIQUES EXPLOITANT LES PARTICULARITES DE CES CIRCUITS. L'EFFICACITE ET LA RAPIDITE DE LA METHODOLOGIE SONT DEMONTREES PAR DES CAS REELS D'ANALYSES
Author: Thomas Beauchene
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Languages : fr
Pages : 185
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Book Description
Ce travail se situe dans le contexte général du développement de nouvelles techniques de test sans contact de circuits intégrés VLSI à partir d'un laser impulsionnel. Cette thèse s'intéresse plus particulièrement au développement de la Stimulation Photoélectrique Laser pour la localisation de défauts sub-micrométriques dans les zones conductrices d'un circuité intégré. En complément du développement instrumental, une étude de l'interaction laser impulsionnel-semi-conducteur est menée à l'aide de simulations numériques. La méthodologie développée dans ce travail de thèse est ensuite appliquée à l'étude et la localisation de défauts ESD dans les circuits intégrés.
Author: Fabien Essely
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Languages : fr
Pages : 180
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Book Description
Ce travail se situe dans le contexte de l'analyse de défaillance ainsi que des décharges électrostatiques. Des cas d'analyse de défaillance de dommages engendrés par des décharges électrostatiques nous ont permis le développement de méthodologies d'analyse ainsi que d'améliorer la mise en oeuvre de la technique OBIC impuslionnelle. La compréhension des mécanismes mis en jeu dans cette technique est facilitée par des simulations numériques. Ces dernières pourront désormais prendre en compte des différents phénomènes physiques intervenants dans la modélisation du coefficient d'absorption. Une méthodologie d'évaluation de la criticité des défauts latents sera développée et appliquée sur des circuits intégrés simples et complexes.
Author: Emeric Faraud
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Les techniques de localisation de défauts basées sur la stimulation laser restent aujourd'hui les techniques parmi les plus avancées qui existent. Elles permettent la stimulation thermique ou photoélectrique de façon très localisée sans contact physique. Les travaux dans ce mémoire sont consacrés au développement et à l'application de techniques d'analyse par faisceau laser impulsionnelles destinées à l'analyse des circuits intégrés. Le développement matériel et les investigations de méthodologies d'analyse ont été portés par la motivation du projet MADISON (Méthodes d'Analyse de Défaillances Innovantes par Stimulation Optique dyNamique), qui a pour but d'augmenter le taux de succès des analyses des circuits complexes VLSI par stimulation laser. L'utilisation de systèmes optiques très performants comprenant des sources laser impulsionnelles fibrées nous a permis d'explorer les capacités en termes d'analyse par stimulation laser photoélectrique impulsionelle. Une étude originale de l'étude du phénomène Latchup a montré une augmentation de la résolution latérale avec l'utilisation du processus d'absorption non linéaire.
Author: Romain Desplats
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Languages : fr
Pages : 0
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