RREACT (http://rreact.dei.unipd.it)Reliability and Radiation Effects on Advanced CMOS Technologies

A. Paccagnella et al.

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Chi siamo …

• Prof. Alessandro Paccagnella

• Assegnisti di ricerca: Giorgio Cellere, Simone Gerardin

• Dottorandi: Marta Bagatin, Alberto Gasperin, Alessio Griffoni, Andrea Manuzzato, Paolo Rech, Marco Silvestri

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… e cosa facciamo

Stress elettrico:

riproduce in maniera accelerata l’invecchiamento

dei chip

Irraggiamento:emula pioggia continua di

particelle che colpiscono i chip causando danni permanenti e

non

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Interesse Industriale

“Soft errors have become a huge concern in advanced computer chips because, uncorrected, they produce a failure rate that is higher than all the other reliability mechanisms combined!”

R. Baumann, Fellow, IEEE

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Ricerca internazionale

Conferenze a cui abbiamo partecipato negli ultimi 3-4 anni

Facility attualmente utilizzate

From Jyvaskyla, Finland to

Honolulu, Hawaii

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Collaborazioni

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Strumenti e dispositivi avanzati

• Acceleratori di particelle (TANDEM, ISIS, CN, AN2000)

• Microscopia a forza atomica (C-AFM, SCM, KFPM)

• Strumenti capaci di misurare correnti di qualche fA (HP4156C)

• Transistor: FinFETs, high-k, strain engineering

• Non volatili: SONOS, PCM, RRAM, nXTL

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SIRAD (Legnaro)

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SIRAD (2)

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ISIS (Oxford, UK)

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ISIS (2)

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ISIS (3)

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HIF (Belgium)

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HIF (2)

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Affidabilità ed effetti di radiazione

dal componente elementare

al circuito complesso:

MOSFET

Celle di memoria non volatili

Circuiti

Memorie

Microprocessori/microcontrollori

FPGA

Argomenti di tesi

SPICE,VHDL,

ASSEMBLY,C/C++

MISURE NANOELETTRO-NICHE, FISICA

DEI DISPOSITIVI

IRR

AG

GIA

ME

NT

I,

TE

ST

DI

VIT

A

AC

CE

LE

RA

TI

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CMOS avanzato

Analisi degli effetti delle scariche elettrostatiche su ossidi di gate ultra sottili tramite misure di rumore in bassa frequenza

Prove accelerate di vita in temperatura su dispositivi FinFET

Analisi delle interazioni tra il danno indotto dalla radiazione ionizzante e i fenomeni di usura dovuti a elettroni caldi e negative bias temperature instability

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Celle di memoria non-volatili

Caratterizzazione elettrica e affidabilistica di celle SONOS (basate sull’intrappolamento di carica in uno strato dielettrico)

Caratterizzazione elettrica e affidabilistica di celle Resistive RAM (basate sul cambio di resisitività di film sottili)

Caratterizzazione elettrica e affidabilistica di celle Phase Change Memories (basate sull’amorfizzazione/cristallizazione di un elemento di memoria)

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Affidabilità di circuiti

Studio dell’impatto circuitale delle degradazione dei transistor dovuta a fenomeni di elettroni caldi, NBTI e breakdown dell’ossido di gate

Studio dell’impatto circuitale della degradazione dei transistor indotta dalla radiazione ionizzante

Studio dell’impatto circuitale di transitori indotti da particelle ionizzanti

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Memorie

Analisi del tasso di errore indotto da particelle alfa in funzione della dose ricevuta in memorie SRAM commerciali

Dipendenza del tasso di errore indotto da particelle alfa in funzione dell’invecchiamento in memorie SRAM commerciali

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Microprocessori

Valutazione della sensibilità a soft error indotti da particelle alfa su core di microprocessore ARM

Valutazione della sensibilità a soft error indotti da particelle alfa su core di microcontrollori

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FPGA

Realizzazione di una piattaforma di fault injection per le FPGA della famiglia Virtex-4 di Xilinx

Realizzazione di un setup sperimentale per esperimenti di irraggiamento su FPGA Xilinx

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Contattateci

alessandro.paccagnella@dei.unipd.itPossibilmente specificando

l’area di interesse:

1. MOSFET

2. Celle di memoria non volatili

3. Circuiti

4. Memorie

5. Microprocessori

6. FPGA