Diapositiva 1 - RREACT

A. Paccagnella et al.
RREACT
Reliability and Radiation Effects on Advanced CMOS Technologies
Il nostro gruppo
Chi siamo?
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Prof. Alessandro Paccagnella
Assegnisti di ricerca: Giorgio Cellere, Simone Gerardin
Dottorandi: Marta Bagatin, Alberto Gasperin, Alessio Griffoni, Andrea
Manuzzato, Paolo Rech, Marco Silvestri
Cosa facciamo?
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Affidabilità di circuiti integrati CMOS: i circuiti degradano nel tempo…
Effetti di radiazione ionizzante: siamo continuamente bombardati da neutroni a
livello del mare, che possono dare origine ai cosiddetti soft error (zeri che
diventano uni)
Il nostro gruppo (2)
Perché è importante quello che facciamo?
Intel: “awarded a patent for the idea of building cosmic ray detectors into every chip”
Texas Instruments: “soft errors are the biggest threat to the reliability of digital
computations”
Microsoft: “desktop and notebook computers may need to adopt error-correcting
code (ECC) memory to combat rising system crashes from single-bit memory errors”
Con chi collaboriamo?
Argomenti di tesi
IRRAGGIAMENTI,
TEST DI VITA
ACCELERATI
Affidabilità ed effetti di radiazione
dal componente elementare
al circuito complesso:
MOSFET
Celle di memoria non volatili
Circuiti
Memorie
Microprocessori/microcontrollori
FPGA
MISURE
NANOELETTRONICHE, FISICA
DEI DISPOSITIVI
SPICE,
VHDL,
ASSEMBLY,
C/C++
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
CMOS avanzato (2)
Attività previste:
Caratterizzazione elettrica dei dispositivi
Test di vita accelerati/scariche elettrostatiche
Irraggiamenti: raggi X, ioni pesanti
Analisi dei dati
Simulazione fisica
Modellizzazione fisica
Durata prevista: circa 6 mesi
(Possibili tesi ridotte per lauree triennali di 2/3 mesi)
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)
Celle di memoria non-volatili (2)
Attività previste:
Caratterizzazione elettrica dei dispositivi
Test di vita accelerati
Irraggiamenti: raggi X, ioni pesanti
Caratterizzazione con tecniche di microscopia a
forza atomica
Analisi dei dati
Simulazione fisica
Modellizzazione fisica
Durata prevista: circa 6 mesi
(Possibili tesi ridotte per lauree triennali di 2/3 mesi)
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
Affidabilità di circuiti (2)
Attività previste:
 Caratterizzazione elettrica di transistor degradati e
non
 Estrazione di parametri SPICE
 Dimensionamento di piccoli circuiti digitali e
analogici
 Simulazione SPICE con e senza degrado
 Analisi dei dati
Durata prevista: circa 6 mesi
(Possibili tesi ridotte per lauree triennali di 2/3 mesi)
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
Memorie
Attività previste:







Progetto e realizzazione di software e schede di test
Preparazione campioni (scappucciamento)
Test di vita accelerati
Irraggiamenti: particelle alfa, raggi X
Analisi dei dati
Simulazione fisica
Modellizzazione fisica
Durata prevista: circa 6 mesi
(Possibili tesi ridotte per lauree triennali di 2/3 mesi)
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
Microprocessori (2)
Attività previste:






Progetto PCB
Progetto software C/C++ assembly
Irraggiamento con alfa
Analisi dati
Irrobustimento software
Software predittivo per il tasso d’errore
Durata prevista: circa 6 mesi
(Possibili tesi ridotte per lauree triennali di 2/3 mesi)
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
FPGA (2)
Attività previste:




Progetto PCB
Progetto blocchi VHDL
Progetto software C/C++
Reverse engineering bitstream
Durata prevista: circa 6 mesi
(Possibili tesi ridotte per lauree triennali di 2/3 mesi)
Contattateci
[email protected]
Possibilmente specificando
l’area di interesse:
1.
2.
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5.
6.
MOSFET
Celle di memoria non volatili
Circuiti
Memorie
Microprocessori
FPGA