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Projet abouti

NanoélectroniqueTIC

Madison :  le laser pulsé pour traquer les défaillances des circuits intégrés.

Solutions Communicantes Sécurisées, 

Copyright : LFoundry Rousset

Grâce à de nouvelles techniques d’analyse de défaillance, mettre au point et commercialiser plus rapidement des puces électroniques complexes

Le projet Madison (méthodes d'analyse de défaillance innovante par stimulation optique dynamique), porté par le pôle Solutions Communicantes Sécurisées. Il a été sélectionné pour financement en 2008 dans le cadre du 5e appel à projets du FUI.  

Le contexte 

Les circuits intégrés(*) sont des produits de haute technologie qui ne tolèrent aucun défaut nuisant à leur bon fonctionnement. Actuellement, le test électrique effectué à l’issue de leur fabrication en est le garant. Toutefois, il localise difficilement certains défauts et détecte encore moins bien les défauts latents tels ceux qui apparaitront au cours du vieillissement du circuit  

(*) Le circuit intégré (CI), aussi appelé puce électronique, est un composant électronique reproduisant une, ou plusieurs, fonction électronique plus ou moins complexe, intégrant souvent plusieurs types de composants électroniques de base dans un volume réduit.

L’objectif du projet

L'objectif du projet Madison était de développer de nouvelles méthodes d’analyse de défaillance en appliquant la stimulation optique dynamique. Il s’agit d’une technique d’analyse complémentaire. Elle utilise un faisceau laser très fin qui émet des impulsions ultracourtes (de moins de 30 picosecondes). Elle vise n’importe quel élément d’un circuit intégré en cours de test électrique. Par réaction, un courant électrique se crée, aisément mesurable et comparable aux valeurs attendues pour un composant sans défaut. Une différence entre la valeur attendue et la valeur mesurée indique un défaut du composant. Le défaut peut être précisément localisé par la synchronisation de la position du faisceau laser sur le circuit. Cette technique permet également de « stresser » les composants afin d’identifier d’éventuels défaut latents qui, dans le temps, pourraient rendre le circuit intégré  défaillant.  

Cette analyse devait donc permettre d’améliorer la fiabilité des circuits intégrés, la robustesse de leur conception et d’augmenter les rendements de fabrication.    

Les partenaires du projet 

  • LFoundry Rousset, porteur du projet, est une société de fabrication de circuits Intégrés, spécialiste des microcontrôleurs et cartes à puces sécurisées qui seront utilisés dans des applications pour les télécommunications, l'automobile, la défense et l'industrie de manière plus générale.    
  • ST Microelectronics  Rousset, est une société de design et fabrication de circuits Intégrés, spécialiste de la conception et de la réalisation de systèmes sur puce sécurisées.
  • IMS Bordeaux, laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système, expert mondialement reconnu en stimulation laser impulsionnel des circuits intégrés.   
  • IM2NP Château Gombert, laboratoire spécialiste dans le test électrique des CI.
  • LP3 Luminy, laboratoire spécialiste des lasers impulsionnels femtoseconde et de l'interaction laser-matière en régime nanoseconde et femtoseconde.

La description des travaux   

Le projet s’est déroulé en 3 phases :

  • Élaboration de la méthodologie de couplage de la stimulation laser avec un testeur électrique.  
  • Test de la stimulation laser couplé au testeur électrique sur des circuits tests.  
  • Tests sur circuits industriels pour valider l’apport de la technique sur l’analyse de défaillance.    

Les premières retombées technologiques et économiques

  • Résultats, produits, prototypes, démonstrateurs, services issus des travaux de R&D.  Le projet a abouti sur :
    • la fabrication d’un analyseur de défaillance des circuits intégrés Pulsbox installé dans le laboratoire mutualisé Cimpaca Caractérisation    
    • des circuits étalons ont été conçus, puis réalisés avec leurs programmes de test, permettant de connaitre avec précision l’impact du faisceau laser sur les différents types de matière.
    • une amélioration significative des processus de tests avec un système non invasif et non destructif.
    • une étude complète menée sur l’utilisation d’impulsions laser ultra-courtes (dans la gamme  femtoseconde) pourra permettre d’identifier les défauts des futures générations de circuits intégrés. Elle a débouché sur l’édition d’un jeu de recommandations pour l’intégration de ces nouvelles techniques dans la feuille de route des laboratoires d’analyse de défaillance.
  • Création d’entreprise : 1 (Pulscan) pour la commercialisation de l’analyseur de défaillance Pulsbox.
  • Création d’emplois : 5 en 2010
  • Publications, communications : 6 publications dont 2 à comité de lecture, 6 communications  
  • Thèses : 2 et un poste post-doctoral
  • Marque du produit issus des travaux de R&D et commercialisé : Pulsbox     
  • Mises en perspective : les travaux portant sur les applications industrielles du projet se poursuivent, ainsi que la possibilité d’utilisation d’impulsions laser ultra-courtes (gamme femtoseconde)  

Les pôles de compétitivité
DATAR et Ministère de l'Économie, des Finances et de l'Industrie

http://competitivite.gouv.fr/index.php?id=576