Memoire Flash vs Rayons X

Salut a tous.
Des petites explications physiques sur pourquoi il ne faut pas (trop) avoir peur des portiques des rayons X des aeroports pour nos pauvres cartes CF pour appareil photo.
Si vous avez des questions n'hesitez pas a les poser, il n'y a pas de questions stupides, juste des reponses mal formulees


Hum une mémoire Flash comment ca marche ?
Une mémoire flash est dérivée des transistors.
Un transistor pour faire simple c'est un interrupteur, ou si tu appuies dessus (la grille) laisse passer le courant.
Une mémoire flash ajoute une grille flottante sous la grille. En gros si on appuie sur la grille, si le contact est dur tu as une mémoire si c'est mou pas de mémoire.
Pour stocker de la mémoire on joue sur les polarisations: on envoie un fort courant depuis la source, et on fait un appel de charges par la grille. Ceci donne de la vitesse aux charges (électrons pour faire simple) qui vont sauter l'oxyde de grille et entrer dans la grille flottante. La charge arrivant sur un matériau métallique isolé, va y rester et ne pas continuer vers la grille, normal car elle a perdu bcp de vitesse en traversant l'oxyde.
Pour virer la charge de la grille flottante on fait la polarisation inverse
Donc pour changer d'état une mémoire il faut réunir plusieurs conditions:
*diverses polarisations (source (+ drain parfois) + grille)
*accélérations des charges (les electrons)
*une certaine quantité de charges pour changer d'état

Un rayon X c'est quoi?
Ce sont des photons ayant une certaine énergie.
Ces photons doivent traverser différentes couches de matériaux pour arriver sur la mémoire, ce qui fait que ces photons vont taper des atomes, et leur céder de l'énergie. Les atomes reviennent a un état stable par différents moyens (ré-émission de photons a une énergie différente + dégagement de chaleur, vibration de l'atome ...)
Ces photons, sur un matériau photosensible comme l'étaient les pellicules, vont les voiler c'est a dire se lier aux atomes d'argent (par exemple), modifier leur configuration spatiale et donc s'imprimer sur la pellicule, et c'est un phénomène non réversible. Bien sur plus la pellicule sera photosensible plus ca sera facile de la voiler.
Si ces photons arrivent sur une mémoire flash, que font ils ?
Ils vont taper des atomes comme au dessus. Or une mémoire n'est pas photosensible a la base. La zone mémoire est un métal ce qui fait que tout photon venant se lier a ces atomes ne va pas modifier le métal, au pire avec des X on aura un dégagement de chaleur (photon sur atome, atome se désexcite en émettant de la chaleur qui est transmise aux électrons libres qui vont se calmer)
Le niveau énergétique des X ne va pas fondamentalement modifier la donne dans le silicium, ce qui fait que la polarisation ne bougera pas.
Bien entendu joue aussi le facteur temps, plus un atome sera soumis a un flux de photons plus grande sera la probabilité pour qu’un évènement non prévu arrive et qu’il émette des électrons, mais pour ca il faut bcp de temps
Par contre si on monte plus haut en énergie (rayons gammas , mais pas les T qui réagirons comme les X), les atomes sont fortement excites, des électrons des couches inférieures des atomes vont pouvoir être arraché, et la on aura apparition de charges sous la grille, et avec de la malchance fera changer d'état la grille. Mais pour y arriver il faut pas mal d'énergie.
.

Un élément pouvant être nocif pour nos cartes CF ca serait d'aller dans l'espace. En effet la haut on a pas mal de choses qui se baladent très rapidement, et notamment des ions. Si ces ions arrivent au bon endroit dans une mémoire soit on changera celui ci d'état, soit on flingue la mémoire (déclenchement en avalanche destructif). Ceci peut aussi arriver sur terre, mais la probabilité de casse est très faible (bcp d'ions captes par l'atmosphère ou déviés par la magnétosphère vers les pôles)

Ça me rappelle que j'ai lu que des ions (ou des protons) pouvaient parfois effectivement faire des dégâts.
Mais c'était il y a quelques années...

Salut

Bonne initiative professeur Buck

Je vais relire a à tête reposée fin de bien comprendre.

Le Vieux

Merci c'est une partie d'un projet que je menerais a bien un jour, si je me met des coups de pied au cul

buck a écrit:

Merci c'est une partie d'un projet que je menerais a bien un jour, si je me met des coups de pied au cul

N'hésite pas !

Si j'ai bien compris ce que tu expliques, on peut passer sans problème les portiques d'aéroport, mais il vaut mieux éviter de traîner trop près d'un site potentiellement exposé à de la radioactivité ? A moins que la quantité d'énergie nécessaire pour endommager une mémoire flash soit telle que la perte de cet objet serait le dernier de mes problèmes ?

Question 'achement existentielle (au niveau du vécu):
Sont-ce les rayons des micro-ondes néfastes?
Quelque chose me dit que oui parce qu'ils sont très énergétiques
Quelque chose me dit que non parce que seuls les molécules d'eau entrent en résonance (note que les autres, sans entrer en résonance, prennent quand même de l'énergie).

MisterLo a écrit:

Si j'ai bien compris ce que tu expliques, on peut passer sans problème les portiques d'aéroport, mais il vaut mieux éviter de traîner trop près d'un site potentiellement exposé à de la radioactivité ? A moins que la quantité d'énergie nécessaire pour endommager une mémoire flash soit telle que la perte de cet objet serait le dernier de mes problèmes ?

rayonnement alpha et beta, pas grand chose en soufrance
Par contre le gamma peut faire mal, tres mal, mais la tu te fout un peu de ta memoire flash

Steph: Ils sont energetique oui mais ils font entrer en resonnance les molecules d'eau, eau pas tres presente dans une carte CF
PAr contre ils arrivent a faire bouger les electrons qui vont s'accumeler dans les coins, et faire des effets de pointe et dc arc electrique. Par contre pas forcement nocif pour les donnees, mais plutot pour le generateur d'onde (comme un metal dans ton four)

Tiens, et les neutrons, ils n'arrivent pas en masse sur notre petite planète ?
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Qui n'a même pas eu le courage (ou le temps) de consulter Wiki

Anthracite a écrit:

Tiens, et les neutrons, ils n'arrivent pas en masse sur notre petite planète ?
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Qui n'a même pas eu le courage (ou le temps) de consulter Wiki

Les neutrinos oui, mais bon section efficace nulle
Les neutrons: bonne question, ils ne sont pas acceleres eletriquement ni magnetiquement, donc ils gardent leur vitesse tant qu'il percutement qqchose. Et pour que ca soit dangereux il leur faudrait une grande energie, pas evident a avoir a priori pas d'etoile a neutrons dans le voisinage

Les neutrons ils faut surtout qu'ils rencontrent de la matière, or il y a beaucoup de vide dans la matière!

Tiens, à ce sujet : http://embedded.over-blog.com/article-5727859.html
C'est ce que j'avais lu.
Mais évidemment, le tout est de savoir quel crédit y apporter.

Je suis pas d'accord pour les alpha, le reste c'est assez vrai a priori

Moi non plus, j'ai appris (mais m'aurait-on menti ?) que les alpha n'avaient quasi aucun pouvoir de pénétration et étaient arrêtés par quelques cm d'air...
Comme ça date, comme disait Golda, de mes études, je vais y jeter un oeil...

Anthracite a écrit:

...je vais y jeter un oeil...

Comme disait Moshé ??

lgda a écrit:

Anthracite a écrit:

...je vais y jeter un oeil...

Comme disait Moshé ??

J'ai jeté, puis précautionneusement repris l'oeil, et il semble bien que si particules alpha il y avait, elles devraient être créées sur place parce que les quelques cm d'air les arrêtent vraiment.

Ben, justement, dans l'espace, comment font les gentils astronautes pour protéger leur PC ? Durcit, oui mais comment ?

Usage de titane sur les interco (plus que ce qui est mis avec le cuivre sur les puces nomales), nitridation poussee, rajout de germanium et ou de carbone (pour les puce a forte puissance)
Usage aussi des materiaux SOI, SON (dev a la base pour des appli militaires)
Il doit y avoir d'autres techniques je pense, dont des distances minimales entre 2 transistors largement eloignees

buck a écrit:

Usage de titane sur les interco (plus que ce qui est mis avec le cuivre sur les puces nomales), nitridation poussee, rajout de germanium et ou de carbone (pour les puce a forte puissance)
Usage aussi des materiaux SOI, SON (dev a la base pour des appli militaires)
Il doit y avoir d'autres techniques je pense, dont des distances minimales entre 2 transistors largement eloignees

Là, tu as toute mon admiration !
SOI et SON c'est kwa ?

NB. Le là n'est pas restrictif.

lol
Je vais faire une explication assez rapide de tous les termes
Une puce est composee de silicium ou sont places les transistors, et au dessus tu as toute la fillasse qui relie les transistors entre eux pour faire des circuits. Cette fillasse est nommee interconnexion.
Des origines a il y a 10 ans les fils etaient en aluminium, facile a utiliser. Or avec l'augmentation de la densite, l'alu est trop resistif. On est passe au cuivre. Or, le cuivre est un poison pour le silicium et il migre (bouge) tres facilement. On mis au point des techniques qui l'isolent notament en mettant une fine couche d'oxyde de titane comme Gaine au cuivre. Comme la couche est mince la conduction reste sur le cuivre, et profite de sa faible resistivite.

Pour une protection au rayonnement, on veux utiliser un materiau qui soit plus resistant aux chocs (comme contre un atome qui se balade). Et la le titane en tant que tel a sa place (l'argent aussi je crois), il est plus resistant aux chocs que ne le sont le cuivre et surtout l'alu. Donc on l'utilise en spatial

La nitridation:
ici une coupe d'un transistor

Normalement les contacts drain et source sont a une certaine distance de la grille. Or a ces endroits, une tres grande partie de la conduction se fait a la surface du silicium, surface faiblement protegee des agressions exterieures.
L'idee c'est de mettre un materiau qui resiste encore aux chocs. Or il faut que ce materiau soit passif, et couvre tout le silicium, donc on exclu le titane sinon on fait des court circuits, vu que tous les transistors ne sont pas separes physiquement comme des composants uniques, on a un transistor tous les 4-5 microns .
La, on utilise l'azote (N) qui compose avec le silicium forme un nitride plus solide que le silicium.
Cet azote "consomme" du silicium, donc augmente la resistance de contact (comme le titane augmente la resistance des fils)

Ajout de germanium ou de carbone: on forme des compose SiGe ou SiC en place du silicium pur, cela modifie le gap entre les niveaux de valence et de conduction, et modifie le fonctionnement du transistor. Leur ajout permet d'augmenter la tension de claquage des transistors (passer de 9V environ pour les techno actuelle a 15-20V)
NB: au debut des transistors on utilisait le germanium seul, puis le silicium l'a supplante (plus facile a utiliser, moins cher) et la on y revient un peu

Autre methode pour se proteger des ions c'est d'affiner la couche active de silicium. En effet une puce c'est epais de qq centaines de microns, pour une epaisseur effective active de qq microns (maximum 5)
L'idee c'est soit de virer ce qui ne sert a rien et donc reduire l'epaisseur a qq microns: c'est le Silicon on nothing =SON
Soit de mettre un materiau isolant sous la partie active, notament du SiO2, ceci c'est le SOI (Silicon on isolant)
Ca permet dans le cas de l'arrivee d'un ion qu'il ne perturbe pas le fonctionnement du transistor soit en traversant carrement le silicium (SON) soit en l'isolant (SOI)
NB pour la fourniture de materiau SOI c'est une boite francaise basee a grenoble, ils fournissent AMD et IBM (intel ne veulent pas en entendre parler)
Pour les distances, il s'agit d'eloigner assez les transistors pour que l'injection d'un ion ne les perturbe pas

Ben ça fait du bien de se remettre dans le bain, il y a bien six sept-ans que je ne fais plus d'électronique.

Merci Buck !

Finalement, il apparaît que des rayonnements alpha peuvent engendrer des neutrons, justement en interférant avec des matériaux légers et la réciproque est vraie également.

Même, les rayons alpha peuvent poser problèmes s'ils sont très près, comme ceux produits dans les alvéoles pulmonaires par des éléments radioactifs, l'épaisseur en étant très faibles.
Alors, si les bons gros transistors ne doivent pas les craindre il en va probablement autrement des transistors mémoires qui sont très rapprochés.

mouais je reste qd meme sceptique sur le coup
De meme vu les puretes demandees je doute qu'on ai bcp d'elements radioactifs la dedans

Après avoir lu tout ça, une (série de) question(s) me taraude (mais ne croyez pas que je m'enfile des tiges filetées pour autant !) :
Pourquoi user de moyens complexes pour protéger les composants de l'intérieur ? Ne serait-ce pas plus simple (et plus économique à la fabrication ?) d'engoncer le processeur dans une chape protectrice (une couche de titane tout autour, par exemple) afin de le protéger dans son ensemble, ou, mieux, d'intégrer la carte électronique dans un boîtier recouvert de cette couche protectrice ? Est-ce une question de prix ou de poids, à moins que ce ne soit une question de manque d'efficacité ?