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Modeling Switched Bias Irradiations on Floating Gate Devices: Application to Dosimetry

cnea.tipodocumentoARTÍCULO CIENTÍFICO
dc.contributor.authorSambuco Salomone, Lucas Ignacio
dc.contributor.authorGarcía Inza, Mariano Andrés
dc.contributor.authorCarbonetto, Sebastián Horacio
dc.contributor.authorLipovetzky, José
dc.contributor.authorRedin, Eduardo Gabriel
dc.contributor.authorFaigon, Adrián Néstor
dc.date.accessioned2025-12-11T23:31:34Z
dc.date.available2025-12-11T23:31:34Z
dc.date.issued2022-06
dc.description.abstractThe response of floating gate (FG) devices to 60Co gamma -rays under switched bias conditions is studied by real-time monitoring of the threshold voltage evolution with accumulated dose. Samples were fabricated in a 1.5- mu ext{m} CMOS process, suitable for dosimetry applications. A physics-based numerical model of total ionizing dose (TID) effects in FG MOS devices is developed, taking into consideration the dominant microscopic processes leading to charge accumulation/neutralization across the structure. The main parameters of the model are the capture and neutralization rates in both oxides (tunnel and interpoly), and the initial FG charge. A dataset of experimental measurements is used to extract those parameters. Then, the model is applied to predict the response of later experiments. In one case, the device is irradiated under different switching bias voltages, yielding a mean absolute error of 1.8%. With the same set of parameters, but using another device, the model is able to predict with an error of 2.1%, an exposition performed with a V{t} -shift range twice the one in the first experiment. The predictive power of the model in a wide range of experimental conditions relies on the physics principles behind it. Combined experiments plus simulations allow to distinguish how charges in each layer of the structure evolve and contribute to the overall response. As an application of the model, cycled measurement technique for dosimetry is investigated.
dc.description.institutionalaffiliationFil: Sambuco Salomone, Lucas Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: García Inza, Mariano Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Carbonetto, Sebastián Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Lipovetzky, José. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Redin, Eduardo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Faigon, Adrián Néstor. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina
dc.identifier.issn0018-9499
dc.identifier.urihttps://nuclea.cnea.gob.ar/handle/20.500.12553/8484
dc.publisherInstitute of Electrical and Electronics Engineers
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/reference/hdl/11336/214707
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1109/TNS.2022.3173206
dc.rights.licenseinfo:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.licensehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subjectMOSFETS
dc.subjectRADIATION EFFECTS
dc.subjectSOLID-STATE DETECTORS
dc.subjectIngeniería Eléctrica y Electrónica
dc.subjectIngeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de la Información
dc.subjectINGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
dc.titleModeling Switched Bias Irradiations on Floating Gate Devices: Application to Dosimetry
dc.typeARTÍCULO
dc.type.versionVersión publicada

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