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« Développement de solutions BIST (Built-In Self-Test) pour circuits intégrés radiofréquences/millimétriques ».

Auteur : F. Cilici
Directeur de thèse : S. Mir
Co-directeur de thèse : M. Barragan, S. Bourdel, E. Lauga-Larroze
Président du jury : T. Parra
Rapporteur(s) de thèse : S. Bernard, N. Deltimple,
Examinateur(s) de thèse : B. Poussard,
These de Doctorat Université Grenoble Alpes
Spécialité : Micro et Nano Electronique
Soutenance : 17/12/2019
ISBN : 978-2-11-129262-8

Résumé

Les technologies silicium récentes sont particulièrement prônes aux imperfections durant la fabrication des circuits. La variation des procédés peut entrainer une dégradation des performances, notamment aux hautes fréquences. Dans cette thèse, plusieurs contributions visant la réduction des coûts et de la complexité du test des circuits millimétriques sont présentées. Dans ce sens, deux sujets principaux ont fait l'objet de notre attention : a) le test indirect non-intrusif basé sur l’apprentissage automatique et b) la calibration non-itérative "one-shot". Nous avons en particulier développé une méthode générique pour implémenter un test indirect non-intrusif basé sur l’apprentissage automatique. La méthode vise à être aussi automatisée que possible de façon à pouvoir être appliquée à pratiquement n'importe quel circuit millimétrique. Elle exploite les modèles Monte Carlo du design kit et des informations de variations du BEOL pour proposer un jeu de capteurs non-intrusifs. Des mesures à basses fréquences permettent ensuite d'extraire des signatures qui contiennent des données pertinentes concernant la qualité des procédés de fabrication, et donc a fortiori de la performance du circuit. Cette méthode est supportée par des résultats expérimentaux sur des PAs fonctionnant à 65 GHz, conçus dans une technologie 55 nm de STMicroelectronics. Pour s'attaquer plus encore à la dégradation des performances induite par les variations des procédés de fabrication, nous nous sommes également penchés sur une procédure de calibration nonitérative. Nous avons ainsi présenté un PA à deux étages qui peut être calibré en post-fabrication. La méthode de calibration exploite une cellule de découplage variable comme moyen de modifier les performances de l'amplificateur. Des moniteurs de variations des procédés de fabrication, placés dans les espaces vides du circuit, sont utilisés afin de prédire la meilleure configuration possible pour les cellules de découplage variables. La faisabilité et les performances de cette approche ont été validés en simulation.