Etude et amélioration de capteurs monolithiques actifs à pixels résistants aux rayonnements pour reconstruire la trajectoire des particules chargées
Langue Anglais
Accéder au document

Ce document est protégé en vertu du Code de la Propriété Intellectuelle.

 
Auteur : Wei, Xiaomin
Date de soutenance : 18-12-2012

Directeur(s) de thèse : Hu, Yann - Gao, Deyuan

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
 
Discipline : Instrumentation et microélectronique
Classification : Physique

Mots-clés libres : Durcissement aux rayonnements, Effets des rayonnements intenses, MAPS (Monolithic Active Pixel Sensors), Expériences en PHE (Physique des Hautes Énergies), SRAM (Static Random Access Memory)
Mots-clés :
  • Détecteurs de rayonnement
  • MOS complémentaires
  • Physique des hautes énergies
  • Capteurs d'images à pixels actifs
Résumé : Les capteurs monolithiques actifs à pixels (Monolithic Active Pixel Sensors, MAPS) sont de bons candidats pour être utilisés dans des expériences en Physique des Hautes Énergies (PHE) pour la détection des particules chargées. Dans les applications en PHE, des puces MAPS sont placées dans le voisinage immédiat du point d’interaction et sont directement exposées au rayonnement intense de leur environnement. Dans cette thèse, nous avons étudié et amélioré la résistance aux radiations des MAPS. Les effets principaux de l’irradiation et le progrès de la recherche sur les MAPS sont étudiés tout d'abord. Nous avons constaté que les cœurs des SRAM IP incorporées dans la puce MAPS limitent sensiblement la tolérance aux radiations de la puce MAPS entière. Aussi, pour améliorer la radiorésistance des MAPS, trois mémoires radiorésistantes sont conçues et évaluées pour les expériences en PHE. Pour remplacer les cœurs des IP SRAM, une SRAM radiorésistante est développée sur une petite surface. Pour les procédés de plus petit taille de grille des transistors, dans lequel les effets SEU (Single Event Upset) deviennent significatifs, une SRAM radiorésistante avec une tolérance SEU accrue est réalisée à l’aide d’un algorithme de détection et de correction d'erreurs (Error Detection And Correction, EDAC) et un stockage entrelacé des bits. Afin d'obtenir une tolérance aux rayonnements et une densité de micro-circuits plus élevées, une mémoire à double accès avec une cellule à 2 transistors originale est développée et évaluée pour des puces MAPS futures. Enfin, la radiorésistance des puces MAPS avec des nouveaux procédés disponibles est étudiée, et les travaux futurs sont proposés.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2012STRAE044
Type de ressource : Thèse