Les actions pluridisciplinaires du GDR ERRATA s’organisent autour de 5 grandes thématiques :

 

Composants et circuits sous irradiation

Cette thématique se focalise sur l’aspect expérimental et la confrontation aux études numériques. Les expériences sont de deux types : artificielles et naturelles. Les expériences « artificielles » consistent à irradier sous faisceaux de particules (neutrons, protons, ions ..) ou sous faisceau laser les composants et à évaluer leur taux de dysfonctionnements. La connaissance de l’environnement radiatif naturel (voir thématique 1) permet ensuite d’évaluer le taux de dysfonctionnements pour une application donnée. Les expériences « naturelles », dites en temps réel, sont réalisées dans l’environnement radiatif naturel en profitant des zones géographiques où les radiations sont les plus fortes, i.e. en altitude. Dans ce cadre, nous bénéficions déjà de nos expériences des projets ASTEP (tests au pic de Bure) et HAMLET (tests en ballons stratosphériques).

Contraintes radiatives incidentes sur les composants

Les thématiques de Recherche

Les actions pluridisciplinaires du GDR ERRATA s’organisent autour de 5 grandes thématiques :

 

L’environnement radiatif atmosphérique est issu des rayonnements cosmiques qui interagissent dans l’atmosphère et produisent différents types de particules secondaires (neutrons, protons, ions, pions …). Cet environnement doit être caractérisé pour permettre d’évaluer la contrainte que subissent les composants électroniques. Cette évaluation nécessite de confronter des mesures de flux de particules avec les résultats de simulations numériques appropriées à cette thématique. Un des enjeux sera également de déterminer le type de particules à l’origine des dysfonctionnements. En effet, même si, à l’heure actuelle, les neutrons sont les particules les plus abondantes dans l’atmosphère, il est nécessaire de quantifier l’impact des autres types de particules.

Fiabilité des circuits et systèmes

Cette thématique est axée sur la prédiction de la fiabilité des circuits et systèmes ainsi que sur les méthodes permettant de diminuer l’occurrence des dysfonctionnements (mitigation). Les outils développés doivent évoluer en permanence pour tenir compte de l’intégration technologique, de la complexification des composants, de l’utilisation de nouveaux matériaux, des nouveaux procédés …

Interaction rayonnement-matière

L’interaction rayonnement-matière est un processus clé dans cette thématique. Il intervient d’une part dans la phase d’interaction des particules cosmiques avec l’atmosphère et, d’autre part, dans la phase d’interaction des particules secondaires avec les matériaux du composant. Les outils de simulations existants et/ou à développer doivent être utilisés afin de quantifier l’abondance des réactions aussi bien dans l’atmosphère que dans le composant électronique lui-même. Les types des matériaux utilisés dans les composants électroniques et systèmes ont, d’ailleurs, un effet différent (et à quantifier) sur le taux de dysfonctionnements. Cette thématique, très large, fera intervenir des acteurs de disciplines différentes (physique nucléaire, physique des matériaux, électronique, nanoélectronique …)

La contamination des composants par des éléments radioactifs

En plus de la contrainte cosmique à l’origine d’un environnement radiatif naturel dans l’atmosphère des particules alpha peuvent être générées spontanément dans certains matériaux et contribuer à la défiabilisation des composants et systèmes. Ces émetteurs alpha se retrouvent naturellement dans des matériaux utilisés en électroniques comme l’hafnium et le platine qui possèdent des isotopes émetteurs alpha. On retrouve également largement ces émetteurs alpha dans la nature sous forme d’uranium (et sa filiation) ou de thorium (et sa filiation). Ces éléments contaminent facilement les matériaux bruts utilisés en électronique ainsi que les fluides utilisés durant la fabrication des composants