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Institut de microélectronique, électromagnétisme et photonique - Laboratoire d'hyperfréquences et de caractérisation (Grenoble)

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Works: 131 works in 132 publications in 2 languages and 249 library holdings
Roles: Other, Organizer of meeting
Publication Timeline
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Most widely held works by électromagnétisme et photonique - Laboratoire d'hyperfréquences et de caractérisation (Grenoble) Institut de microélectronique
Étude de l'effet de champ et du transport dans des réseaux aléatoires percolants de nanofils de silicium by Thibauld Cazimajou( )

1 edition published in 2019 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Random networks of nanowires, sometimes called nanonets, could be promising candidates for the 3D integration of CMOS biosensors. In this thesis we present characterization and simulation results of field effect transistors based on silicon nanonets (Si NN-FET). We show that measurements cannot be understood without account for dispersions within the nanonet.The static electrical characteristics of these Si NN-FETs were measured for different geometric parameters (channel length and nanowire density) on a large number of devices, in order to obtain statistically significant orders of magnitude for the main electrical parameters (apparent low field mobility, subthreshold slope ideality factor and threshold voltage), which were extracted by means of a compact model. In parallel, the theoretical variations of these parameters were evaluated using percolation theory and Monte Carlo simulations. Compared to the usual approaches found in the literature for percolating networks, the originality of our simulations is to take into account both field-effect and dispersions. Threshold voltage dispersions proved to be essential to understand the experimental dependence of electrical parameters with network parameters. The analysis of Si NN-FET low frequency noise (LFN) made it possible to estimate the variation, with nanowire density, of the electrical area of the nanonet. From the temperature variation of Si NN-FET electrical parameters, it was found that inter-nanowire junctions were thermally activated. The unexpected variation of mobility with temperature suggests that junction barrier heights are widely dispersed, an assumption which was validated by the Monte Carlo simulations
Impact du claquage progressif de l'oxyde sur le fonctionnement des composants et circuits élémentaires MOS : caractérisation et modélisation by Louis Gerrer( )

1 edition published in 2011 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

La progressivité du claquage des oxydes de grille d'épaisseurs inférieures à 20 nm permet d'envisager une prolongation de la durée de vie des circuits. Cet enjeu majeur de la fiabilité contemporaine requiert des modèles adaptés afin de contrôler la variabilité des paramètres induites par le claquage. Après avoir étudié l'impact d'une fuite de courant sur une couche chargée, nous avons mis au point un modèle bas niveau de simulation par éléments finis, capable de reproduire la dérive des paramètres mesurée sur des dispositifs du nœud 45 nm. Des lois empiriques de ces dérives ont été injectées dans un modèle compact du transistor dégradé, simplifié par nos observations originales de la dépolarisation du canal et de la répartition des courants. Finalement nous avons simulé l'impact du claquage sur le fonctionnement de circuits simples et estimés la dérive de leurs paramètres tels que l'augmentation de la consommation due au claquage
Conception de protection 3D contre les décharges électrostatiques (ESD) en technologie silicium avancée sur isolant (FD SOI) film mince multi couches by Louise De conti( )

1 edition published in 2019 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The thesis objective was to design protection devices against electrostatic discharges (ESD) in the silicon thin-film using the 28 nm node ultra-thin Body and Buried Oxide (UTBB) Fully Depleted Silicon-On-Insulator (FD-SOI) technology with high-k metal gate. Existing devices were studied and new technological solutions were proposed to improve them. Besides, new devices were elaborated. 3D TCAD simulation was used for understanding their electrical behavior. Silicon characterization were performed to verify the response of devices to typical ESD tests. This work paves the way of innovative ESD protection devices built in the thin film with a special care given to 3D concerns, such as (i) the possibility of implementing the protection in a 3D monolithic integrated circuit, (ii) building a matrix as a protection device, and (iii) merging different devices such as benefiting from a 3D conduction of current
Contribution à l'intégration d'un isolateur optique sur verre : fonctions réciproques et non réciproques de contrôle de la polarisation by François Parsy( )

1 edition published in 2013 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'essor des télécommunications sur fibres a conduit depuis quarante ans au développement des composants optiques intégrés. Cependant, en raison de difficultés technologiques, un dispositif n'a pas encore été réalisé de façon satisfaisante : il s'agit de l'isolateur optique, dont la fonction est de propager la lumière dans un seul sens. Ces travaux s'inscrivent dans cette problématique puisqu'ils visent à l'intégration d'un isolateur grâce à la technologie de l'échange d'ions Na+/Ag+ sur verre. La configuration adoptée se compose de trois éléments sur puce : un séparateur de polarisation et deux rotateurs de polarisation à 45 °, l'un réciproque et l'autre non. Le séparateur de polarisation a été réalisé sous la forme d'une jonction Y asymétrique. Après une étude théorique, nous présentons le procédé de fabrication ainsi que les résultats expérimentaux obtenus. Les diaphonies mesurées sont à l'état de l'art, elles dépassent (31,1 ± 0,4) dB et (32,7 ± 0,4) dB en mode TE et TM sur une plage spectrale supérieure à 70 nm. Nous avons mené l'étude du rotateur Faraday en collaboration avec le Laboratoire Télécom Claude Chappe de Saint Etienne pour la partie magnéto-optique. La structure employée est un guide d'onde à enterrage différentiel sur lequel est déposé un matériau magnéto-optique par un procédé sol-gel. Un angle de rotation non-réciproque de 50 ° a été mesuré, validant ainsi l'approche hybride. Un nouveau procédé de fabrication est également présenté pour un rotateur réciproque à évolution de mode adiabatique. Celui-ci consiste en un enterrage sous champ présentant une inhomogénéité transverse. Nous proposons finalement une méthode de fabrication de l'isolateur complet basée sur l'intégration monolithique des différents éléments
Synthesis and design of tunable microwave bandpass filters using planar patch resonators by Ariana Maria da Conceição Lacorte Caniato Serrano( )

1 edition published in 2011 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The objective of this thesis is the design and synthesis of tunable bandpass filters at microwave frequencies using planar patch resonators. A methodology for the design and synthesis of tunable patch filters is developed and applied to two filters with triangular and circular topologies. The methodology provides techniques to extract the coupling scheme that models the filter behavior and the necessary equations for calculating the corresponding coupling matrix. Then, the theoretical filter response resulting from the analysis of the coupling matrix coefficients is compared to the results of complete simulations. The complete simulations combine the results of the 3D electromagnetic (EM) simulation of the filter layout with the results of the electrical simulation of the tuning devices, represented by their lumped elements equivalent model. This allows the correct model of the tuning effect and the definition of the tuning possibilities and limits. In order to validate the methodology, the tunable patch filters are fabricated using Microwave Integrated Circuit (MIC) technology on flexible substrates. The minimum dimensions are greater than 0.5 mm, ensuring a low cost fabrication process
Piezoelectric generators based on semiconducting nanowires : simulation and experiments by Ran Tao( )

1 edition published in 2017 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'alimentation en énergie des réseaux de capteurs miniaturisés pose une question fondamentale, dans la mesure où leur autonomie est un critère de qualité de plus en plus important pour l'utilisateur. C'est même une question cruciale lorsque ces réseaux visent à assurer une surveillance d'infrastructure (avionique, machines, bâtiments...) ou une surveillance médicale ou environnementale. Les matériaux piézoélectriques permettent d'exploiter l'énergie mécanique inutilisée présente en abondance dans l'environnement (vibrations, déformations liées à des mouvements ou à des flux d'air...). Ils peuvent ainsi contribuer à rendre ces capteurs autonomes en énergie. Sous la forme de nanofils (NF), les matériaux piézoélectriques offrent une sensibilité qui permet d'exploiter des sollicitations mécaniques très faibles. Ils sont également intégrables, éventuellement sur substrat souple.Dans cette thèse nous nous intéressons au potentiel des nanofils de matériaux semi-conducteurs piézoélectriques, tels que ZnO ou les composés III-V, pour la conversion d'énergie mécanique en énergie électrique. Depuis peu, ceux-ci ont fait l'objet d'études relativement nombreuses, avec la réalisation de nanogénérateurs (NG) prometteurs. De nombreuses questions subsistent toutefois avec, par exemple, des contradictions notables entre prédictions théoriques et observations expérimentales.Notre objectif est d'approfondir la compréhension des mécanismes physiques qui définissent la réponse piézoélectrique des NF semi-conducteurs et des NG associés. Le travail expérimental s'appuie sur la fabrication de générateurs de type VING (Vertical Integrated Nano Generators) et sur leur caractérisation. Pour cela, un système de caractérisation électromécanique a été construit pour évaluer les performances des NG réalisés et les effets thermiques sous une force compressive contrôlée. Le module d'Young et les coefficients piézoélectriques effectifs de NF de GaN; GaAs et ZnO et de NF à structure cœur/coquille à base de ZnO ont été évalués également dans un microscope à force atomique (AFM). Les nanofils de ZnO sont obtenus par croissance chimique en milieu liquide sur des substrats rigides (Si) ou flexibles (inox) puis sont intégrés pour former un générateur. La conception du dispositif VING s'est appuyée sur des simulations négligeant l'influence des porteurs libres, comme dans la plupart des études publiées. Nous avons ensuite approfondi le travail théorique en simulant le couplage complet entre les effets mécaniques, piézoélectriques et semi-conducteurs, et en tenant compte cette fois des porteurs libres. La prise en compte du piégeage du niveau de Fermi en surface nous permet de réconcilier observations théoriques et expérimentales. Nous proposons notamment une explication au fait que des effets de taille apparaissent expérimentalement pour des diamètres au moins 10 fois plus grands que les valeurs prévues par simulation ab-initio ou au fait que la réponse du VING est dissymétrique selon que le substrat sur lequel il est intégré est en flexion convexe ou concave
Fabrication et caractérisation avancée de cellules photovoltaïques à base de nanofils de ZnO by Claire Verrier( )

1 edition published in 2017 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Zinc oxide is a semiconductor considered for a wide range of optoelectronic, biological, or gas sensor applications. Indeed, apart from being an abundant material, it has several remarkable properties as its electronic mobility (200 cm²/(V.s)) and his ability to grow under different nano-scale shapes thanks to low cost and easily scalable deposition techniques. ZnO nanowires grown by the chemical bath deposition technique are used in this thesis for their integration in 3rd generation solar cells. In these devices as in many other applications, the nanowire mophology and electrical property are essential to get interesting efficiency. This last aspect, in particular, has never been studied in details in the literature concerning chemical bath deposition. This work introduces a new way to control simultaneously the morphology and the doping level of ZnO nanowires by this deposition technique. A growth and doping mechanism has been identified thanks to thermodynamics simulations, in-situ pH measurements, and several characterization techniques like scanning electron microscope, X-ray diffraction, temperature dependant Raman spectroscopy, and atomic force microscopy. The ZnO nanowires were also embedded in dye sensitized solar cells to study the effect of morphology and doping level on the efficiency. ZnO nanowires combined with an Ag nanowire electrode can be deposited on a flexible substrate to make a flexible dye sensitized solar cell
Modélisation, simulation et caractérisation de dispositifs TFET pour l'électronique à basse puissance by Alberto Revelant( )

1 edition published in 2014 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Negli ultimi anni uno sforzo significativo `e stato speso dall'industria microelettronica per ridurreil consumo di potenza da parte dei sistemi microelettronici. Esso infatti sta diventando unadelle limitazioni pi`u significative per lo scaling geometrico della tecnologia CMOS.Diverse strategie possono essere adottate per ridurre il consumo di potenza considerando ilsistema microelettronico nella sua totalit`a e scendendo fino a giungere all'ottimizzazione delsingolo dispositivo nano-elettronico. Negli ultimi anni il transistore Tunnel FET (TFET) si`e imposto come un possibile candidato per rimpiazzare, in applicazioni a consumo di potenzaestremamente basso con tensioni di alimentazione inferiori a 0.5V, i transistori convenzionaliMOSFET. Il funzionamento del TFET si basa sul meccanismo di iniezione purament quantisticodel Tunneling da banda a banda (BtBT) e che dovrebbe permettere una significativa riduzionedella potenza dissipata. Il BtBT nei dispositivi convenzionali `e un effetto parassita, nel TFETinvece esso `e utilizzato per poter ottenere significativi miglioramenti delle performance sottosogliae pertanto esso rappresenta una nuova concezione di dispositivo molto innovativa erivoluzionaria.Questa tesi analizza la modellizazione e la simulazione del TFET. Questi sono argomenti moltocomplessi vista la difficolt`a che si hanno nel modellare accuratamente il BtBT. In questo lavoroviene presentata una versione modificata del modello di trasporto Multi Subband Monte Carlo(MSMC) adattato per la simulazione di dispositivi TFET planari Ultra Thin Body Fully DepletedSilicon on Insulator (UTB FD-SOI), implementati con un canale composto da un unicosemiconduttore (omogiunzione) o con differenti materiali semiconduttori (eterogiunzione). Ilmodello proposto tiene il conto l'effetto di quantizzazione dovuto al confinamento dei portatoridi carica, con un'euristico ma accurato sistema di correzione. Tale modello `e stato poivalidato tramite una comparazione con altri modelli completamente quantistici e con risultatisperimentali.Superata la fase di validazione il modello MSMC `e utilizzato per simulare e verificare le performancedi dispositivi TFET implementati come omo o eterogiunzione in Silicio, leghe SiGe,o composti semiconduttori InGaAs.Nella seconda parte della tesi viene illustrato un lavoro di caratterizazione di TFET planari abassa temperatura (fino a 77K). Sono stati misurati dispositivi in Si e SiGe a omo o eterogiuzioneprodotti nella camera bianca del centro di ricerca francese CEA-LETI di Grenoble. Tramite talimisure `e stato possibile identificare la probabile presenza di meccanismi di iniezione alternativial BtBT come il Tunneling assistito da trappole (TAT) dimostrando come questo effetto `e,con ogni probabilit`a, la causa delle scarse performance in sottosoglia dei dispositivi TFETsperimentali a temperatura ambiente
Elaboration de super-réseaux de boîtes quantiques à base de SiGe et développement de dispositifs pour l'étude de leurs propriétés thermoélectriques by David Hauser( )

1 edition published in 2011 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Use of SiGe thin film thermoelectric devices is planed in many applications such as power microgeneration or local cooling of microelectronic components. One main advantage of SiGe relies on its ability to be monolithically integrated in ICs. However, SiGe is affected by a low coefficient of performance. Within the framework of this thesis, we focused on the nanostructuration of this material in the form of quantum dot superlattices (QDSL), which is expected to allow a strong increase of its figure-of-merit, by altering thermal transport at the nanometer scale. The growth of heavily doped monocrystalline QDSL in an industrial CVD tool at 750°C is presented from morphological (AFM), structural (SEM, TEM) and chemical (SIMS) analysis. Strong Si-Ge intermixing phenomenons are notably brought out and correlated with thermal conductivity measurements that do not demonstrate a significant effect of dots on thermal transport. The growth of original polycrystalline structures is also presented. Eventually, the crucial question of the figure-of-merit determination is addressed in particular with regard to the measurement uncertainty problem. One solution consisting in measuring simultaneously several electrical, thermal and thermoelectric parameters on a same sample is put forward and concretely implemented by the simultaneous fabrication of adapted test devices
Etude et intégration d'un circuit analogique, basse consommation et à faible surface d'empreinte, de neurone impulsionnel basé sur l'utilisation du BIMOS en technologie 28 nm FD-SOI by Thomas Bedecarrats( )

1 edition published in 2019 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

While Moore's law reaches its limits, microelectronics actors are looking for new paradigms to ensure future developments of our information society. Inspired by biologic nervous systems, neuromorphic engineering is providing new perspectives which have already enabled breakthroughs in artificial intelligence. To achieve sufficient performances to allow their spread, neural processors have to integrate neuron circuits as small and as low power(ed) as possible so that artificial neural networks they implement reach a critical size. In this work, we show that it is possible to reduce the number of components necessary to design an analogue spiking neuron circuit thanks to the functionalisation of parasitic generation currents in a BIMOS transistor integrated in 28 nm FD-SOI technology and sized with the minimum dimensions allowed by this technology. After a systematic characterization of the FD-SOI BIMOS currents under several biases through quasi-static measurements at room temperature, a compact model of this component, adapted from the CEA-LETI UTSOI one, is proposed. The BIMOS-based leaky, integrate-and-fire spiking neuron (BB-LIF SN) circuit is described. Influence of the different design and bias parameters on its behaviour observed during measurements performed on a demonstrator fabricated in silicon is explained in detail. A simple analytic model of its operating boundaries is proposed. The coherence between measurement and compact simulation results and predictions coming from the simple analytic model attests to the relevance of the proposed analysis. In its most successful achievement, the BB-LIF SN circuit is 15 µm², consumes around 2 pJ/spike, triggers at a rate between 3 and 75 kHz for 600 pA to 25 nA synaptic currents under a 3 V power supply
Caractérisation et modélisation du phénomène de claquage dans les oxydes de grille à forte permittivité, en vue d'améliorer la durée de vie des circuits issus des technologies 28nm et au-delà by Anas Bezza( )

1 edition published in 2016 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

.Today, in the race for miniaturization, the microelectronics industry faces new challenges. In addition to the strong competition of other component manufacturers, new constraints related to the reliability of devices have emerged. Indeed, the transition from the "all silicon" technology relatively simple to the high-k/metal gate technology has generated a reduction in reliability margins of gate oxides. As such, it becomes necessary to investigate new approaches that can provide more gain in lifetime for the MOS transistors. In this respect, this work gives firstly an overview of different methods of characterization used for the study of aging high-k metal gate devices. In this context, the need to develop and implement new fast techniques essential to the study of the oxide breakdown is exposed. Afterwards, in order to show that the estimated lifetimes today are pessimistic, we presented a reliability study based on understanding and modeling the mechanism of TDDB (Time Dependent Dielectric Breakdown) on advanced high-k/metal gate stacks based technology. Finally, the manuscript focuses on a number of investigation areas that could provide a significant margin for the TDDB lifetime
Electrical and physicochemical characterization of metal gate processes for work function modulation and reduction of local VTH variability in 14FDSOI technologies by Carlos Augusto Suarez Segovia( )

1 edition published in 2016 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This Ph.D. thesis is focused on the fabrication and electrical and physicochemical characterization of metal gates in 14 nm high-K based FDSOI MOSFET devices, manufactured at STMicroelectronics. These metal gates are composed of TiN, lanthanum and aluminum layers, deposited by RF sputtering. Test structures and a simplified integration scheme allowing C-V measurements, have been implemented in order to characterize the modulation of the effective work function of TiN metal gates with the incorporation of dopants such as lanthanum or aluminum. These additives are incorporated in a sacrificial gate-first approach. Furthermore, a new methodology based on X-ray fluorescence was proposed and validated for accurate in-line characterization of the diffusion of dopants. This methodology enables to prove that the effective dose of the species incorporated into dielectrics after diffusion annealing may be modeled as a function of the thickness of the pedestal TiN in the sacrificial gate and the annealing temperature. Moreover, the variation of the thickness of the interfacial oxide along the wafer (bevel oxide) authorizes the identification of the origin of the modulation of the effective work function, which is explained by a dipole that evolves with the effective dose of the incorporated dopant. Accordingly, a model of the diffusion of dopants into the gate dielectrics and their impact on the effective work function of metal gates has been proposed to precisely modulate the threshold voltage (VTH) of the 14 nm FDSOI devices. In addition, the influence of the high-K oxide on both the diffusion of dopants and the modulation of the effective work function was highlighted. Lastly, an innovative process for metal deposition, allowing the modification of the microstructure of TiN, was developed in order to further improve the local VTH variability in FDSOI devices
Étude et développement d'un système de communication radio à haute sensibilité destiné à l'internet des objets by Mohammadmahdi Asgharzadeh( )

1 edition published in 2019 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The Internet of Things (IoT) is a new approach in which the Internet connection extends into real-world objects to make them communicate with each other. The communication for IoT can be established using cellular networks or the licence-free frequencies in the Industrial, Scientific and Medical (ISM) bands. There are many communication standards for IoT applications. There are also many modulation techniques. Nevertheless, there is no perfect solution for all the needs and requirements in all domains. The choice of the right communication standard and modulation technique is unique for each use-case and depends on each specific application.In this research, instead of developing a new communication standard or a new modulation technique, we improved the receiver sensitivity while using the existing modulation technique and communication standards. Improving the receiver sensitivity increases the link budget. A better link budget, under certain propagation conditions, increases the communication distance. Different radio communication standards and conventional techniques based on Low Power Wide Area Networks (LPWAN) are presented in the first chapter.The theoretical basis of the time-synchronous averaging (TSA) method as a powerful signal processing method to improve the sensitivity of the RF receiver and the simulation methodologies are presented in chapter two. We also study the impact of phase noise on the MSK modulator in this chapter.The synchronisation problem, as well as the different solutions to improve it, are presented in chapter three. Synchronisation in phase and frequency are studied separately, and an innovative method has been developed to combine the synchronisation process with averaging.The performance of the synchronised averaging method with and without new synchronisation techniques was measured, and the results are presented in chapter four. The processing gain from the theoretical calculation is compared with the measurement results too
Echantillonneur opto-electronique femto seconde by Hanae Zegmout( )

1 edition published in 2019 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Dans un monde de plus en plus connecté, il devient indispensable de trouver des moyens d'augmenter le débit d'informations qu'il est possible de véhiculer et de traiter. Ce besoin impose aux ingénieurs des contraintes plus serrées en termes de bande passante et de fréquence d'horloge des circuits qu'ils conçoivent.Or, les circuits d'horloge en microélectroniques sont limités par leur performance en termes de stabilité de la période d'horloge, i.e., en termes de « gigue d'horloge » ; cette limitation provient du bruit inhérent au circuit des horloges et rend donc le signal échantillonné inexploitable.Un moyen de se libérer de cette contrainte pourrait être de passer par la photonique intégrée. En effet, les horloges optiques, i.e les lasers pulsés, présentent des performances très intéressantes en termes de stabilité ou de gigue en comparaison avec les horloges en microélectroniques: les gigues des horloges optiques sont cinq fois plus faibles que la plus faible gigue d'horloge électronique citée dans la littérature.L'idée principale de cette thèse est de concevoir un circuit d'échantillonnage qui utilise les pulses du laser comme horloge et qui échantillonne un signal électronique. La brique de base du circuit en question est un photoconducteur en Germanium : une résistance en Germanium dont la résistivité varie selon la puissance du signal optique qu'elle reçoit du laser pulsé. Le photoconducteur dans ce cas précis jour le rôle d'un interrupteur piloté par le laser, et connecte l'entrée RF à la capacité d'échantillonnage. Quand l'interrupteur reçoit un pulse de lumière sa résistance chute et le signal RF peut être copié vers la capacité. Dès que le pulse de lumière s'arrête, le photoconducteur en Germanium retrouve sa résistance initiale et déconnecte ainsi l'entrée RF de la capacité qui contient le signal échantillonné.Cette thèse se propose d'étudier la faisabilité d'un tel circuit et la possibilité d'exploiter la performance des lasers en termes de stabilité de l'horloge dans l'échantillonnage d'un signal électrique.Dans le cadre de la thèse, nous avons essayé d'implémenter le circuit de base présenté auparavant et avons rencontré plusieurs défis. D'abord, les valeurs des résistances Off du photoconducteur n'étaient pas assez élevées pour permettre de déconnecter entièrement le signal RF de la capacité d'échantillonnage. Cela est dû à la présence d'un dopage résiduel lié au procédé de fabrication des photoconducteurs. L'utilisation du Germanium implique également que le passage de l'état On à l'état Off du photoconducteur n'est pas instantané, mais est fonction de la durée de vie des porteurs de charge créés suite à l'exposition aux pulses de lumière (de l'ordre de la nanoseconde).Nous avons contourné ces problèmes en utilisant trois méthodes : une nouvelle géométrie des photoconducteurs en Germanium qui permet de maximiser le rapport Roff/Ron (géométrie brevetée), un contre-dopage pour augmenter la résistivité du matériau et finalement un circuit électronique qui permet de re-échantillonner le signal en utilisant une horloge photonique basée sur les pulses du laser. Nous avons également exploré la possibilité de concevoir des horloges photoniques qui présentent une très faible valeur de gigue et dont la longueur du pulse peut être modifiée de manière indépendante de la longueur du pulse laser utilisé pour les générer
Réalisation d'un micro-capteur optofluidique pour la mesure déportée de radionucléides by Timothée Allenet( )

1 edition published in 2018 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'exploitation de l'énergie nucléaire pour la production d'électricité présente un défi de gestion des e˜uents radiotoxiques pour les générations présentes et futures. Face à ce constat, la communauté des chimistes recherche continument à améliorer les solutions de traitement et de recyclage du combustible usé. Dans le contrôle de ces procédés, les opérations d'analyse jouent un rôle primordial. La miniaturisation des procédés est un des enjeux principaux de la recherche en sûreté nucléaire, dans un e˙ort de réduction des risques, des délais et des coûts des activités de laboratoire. Dans ce contexte, les travaux présentés ici sont issus d'une collaboration entre le CEA de Marcoule et l'IMEP-LAHC et traitent de la mise au point d'un microsystème optofluidique sur verre, adapté à la mesure de concentration de plutonium (VI) en acide nitrique. Une source de lumière sonde est confinée dans un guide d'onde obtenu par échange d'ions et interagit par onde évanescente avec un canal microfluidique. La raie d'absorption à 832 nm du Pu(VI) dans la solution à analyser devient donc observable dans le spectre de la lumière après une certaine longueur d'interaction. Un des enjeux principaux est de fabriquer un capteur très robuste, fonctionnel en boîte à gants. L'assemblage du dispositif est e˙ectué par collage moléculaire avec un procédé permettant d'atteindre une énergie de surface > 2, 5 J·m2 suÿsante à garantir la tenue du dispositifs à des pressions testées jusqu'à 2 bars dans les canaux. Les fonctions optiques et fluidiques du dispositif sont complètement interfacées avec des fibres optiques et des capillaires fluidiques. Des mesures spectrales d'une solution de plutonium (VI) en acide nitrique ont permis de vérifier la compatibilité de la solution technologique abordée pour la manipulation d'acides forts et la résistance à l'irradiation. Le système présente une limite de détection de 1,6·10-2 mol·L-1 Pu(VI) pour un volume sondé inférieur à 1 nano-litre, au sein d'un microcanal de 21 micro-litres. Une structure permettant d'optimiser la sensibilité du capteur ainsi que le volume du canal est étudiée en perspective du travail de thèse, afin d'atteindre les performances équivalentes à des outils commerciaux pour des volumes sondés de l'ordre de quelques nano-litres
Développement d'un pixel photogate éclairé par la face arrière by Andrej Suler( )

1 edition published in 2019 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Nowadays image sensors look neither to be efficient, but rather to be adapted to their environment or to new uses. Autonomous machines and vehicles can be mentioned for instance. Because of image quality and cost, a large majority of applications employs CMOS pixels and pinned back-side illuminated photodiodes.The originality of the solution proposed in this manuscript relies on the integration of a photogate, used by CCD sensors, inside a CMOS pixel. Its use optimize the available space inside the pixel and decrease the number of implantation needed to its realization. This development has also led to the use of specific transfer gate. Both structures have been created during this thesis and designed using simulation and specific test structures.The characterization of the developed pixel demonstrate many assets such as an increase of saturation charges and a reduction of dark current. Furthermore, a detailed study of the dark currant indicates a more gathered pixel distribution, allowing the identification of contaminants and a better temperature handling in comparison to a classical photodiode.The proposed structure offers many perspectives such as reduction of the pixel pitch or its potential use in an environment with a temperature constraint
Circuits intégrés photoniques sur InP pour la génération de signaux de puissance dans la gamme des ondes millimétriques by Andrzej Jankowski( )

1 edition published in 2019 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The analog or digital signal transmissions at millimeter wave frequencies play a key role in many industrial and research areas such as telecommunication, spectroscopy and IT. They also find several applications in radar observation systems. The optical signal generation provides efficient solutions to generate high frequency signals in a wide range. In this PhD thesis the heterodyne beat of two optical signals with a fast photodiode used as a photomixer is employed. We have focused our work on the development of optoelectronic integrated circuits that combine several photodiodes in order to overcome the single device limitations and increase the generated output power. The photomixers consist in Uni-Travelling-Carrier photodiodes (UTC-PD) that are integrated in an InP-based circuit also including passive optical waveguides, MMI couplers, electrical power supply and microwave devices.In this PhD thesis two approaches for high output power generation in the mm-wave frequency domain are studied. The first approach is based on the design and characterization of a new generation of the 2-way and 4-way Wilkinson power combiners with UTC photodiodes with coplanar waveguide output. This solution target the frequency range at ca. 70 GHz. The total bandwidth at which the Wilkinson power combiner achieves optimal performance is ca. 6 GHz and 3 GHz for the 2-way and 4-way topology, respectively. The second approach is based on the antenna-integrated UTC photodiodes structures. The folded-dipole and bow-tie antenna topologies are studied, designed and fabricated. The 3x folded-dipole antenna-integrated UTC PD design target the frequency range from 90 GHz to 110 GHz, but based on the HFSS simulation results, additional bands can be found up to 300 GHz. More broadband design is obtained with the bow-tie antenna structures. Obtained bandwidth varies from 46 GHz for the 3x bow-tie antenna-integrated UTC PD design, reaching 126 GHz in the case of 2x bow-tie antenna-integrated UTC PD. All devices have been fabricated on the same InP substrate using cleanroom processes and have been experimentally characterized
Caractérisation et modélisation des propretés électriques et du bruit à basse fréquence dans les transistors organiques à effet de champ (OFETs) by Yong Xu( )

1 edition published in 2011 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Organic transistors recently attract much attention because of their unique advantages over the conventional inorganic counterparts. However, the understanding of their operating mechanism and the carrier transport process are still very limited, this thesis is devoted to such a subject. Chapter 1 presents the organic semiconductors regarding carrier transport, parameters, typically applied materials. Chapter 2 describes the issues related to organic transistors: structure, operating mechanism, principal parameters and fabrication technologies. Chapter 3 deals with the static properties characterization. The commonly used methods are firstly presented and then the Y function method is introduced. Afterwards, the characterization methods for principles parameters are separately discussed. The experimental results on our organic transistors are finally described. Chapter 4 focuses on the mod-eling on the basis of the experimental data, regarding DC characteristics modeling with a solution for Poisson's equation, carrier mobility modeling with using Kubo-Greenwood integral as well as a theoretical analysis of OFETs' carrier mobility involving a solution of Poisson's equation. Chapter 5 analyzes the low-frequency noise in organic transistors. One firstly addresses the channel noise sources and then concentrates on the contact noise extraction and contact noise sources diagnosis. The noise measurements on other samples are also presented
Transmission numérique sans fil en bande de base pour la communication à courte distance avec des circuits cryogéniques by Furat Abayaje( )

1 edition published in 2017 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Rapid Single-Flux-Quantum (RSFQ) logic circuits based on superconducting Josephson junctions are using to generate, process and transmit very short quantized pulses whose area is the quantum of magnetic flux h/2e and corresponds to 2.07 mV.ps. Such circuits are used to process signals at very high speed with clock frequencies in the 10-120 GHz range and a power consumption about 100 to 1000 times lower that their best available semiconductor counterparts (including the cost of cooling down to 4,2K). RSFQ logic is an interesting alternative for supercomputers and offers unsurpassed performances for processing microwave signals on the fly. Once digital signals are processed at cryogenic temperature the key challenge is to transfer at room temperature the low-voltage output digital signals (about 200-1000µV) at high rates of about 1-10Gbps per channel, by limiting the thermal burden on the cryogenic system, in order to build high performance high throughput systems.A solution is to transmit the signals with a wireless emitting-receiving antenna set with a suitable bandwidth. This work examines several wireless baseband transmission systems in a short distance configuration, associated to the distance between the cryogenic and room temperature stages, for data rates in the range of a few Gbps. It elaborates on four crucial issues :• the choice and study of the proper line codes to be used for baseband transmission of digital signals without the need for analogue modulations, such as Polar Return-to-Zero and Manchester encodings ;• the study and selection of ultra-wide bandwidth antennas with a focus on small size Antipodal Vivaldi Antennas and monopole antennas to meet cryogenic constraints ;• the study of the Bit Error Rate (BER) of the transmitting system. Two methods were developed to recover the digital output signals and minimize the BER.• the comparison between simulations and measurements to assess the performance of the overall system
Caractérisation électrique de transistors à effet de champ avancés : transistors sans jonctions, sur réseaux de nanotubes de carbone ou sur nanofil en oxyde d'étain by Min Kyu Joo( )

1 edition published in 2014 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les matériaux de faible dimensionnalité, tels que les nanotubes de carbone, le graphène, les nanofils de semi-conducteurs ou d'oxydes métalliques, présentent des propriétés intéressantes telles qu'un rapport surface/ volume important, des mobilités électroniques élevées, des propriétés thermiques et électriques particulières, avec la possibilité de constituer une alternatives à certaines fonctions CMOS ou d'intégrer de nouvelles fonctions comme la récupération d'énergie ou des capteurs. Pour la bio-détection, les nanofils permettent par exemple d'obtenir une grande sensibilité à la présence de biomolécules cibles grâce à la modification de charge qui accompagne leur hybridation sur des biomolécules sondes greffées à la surface du nanofil et au fort couplage électrostatique de cette charge de surface avec le cœur du nanofil. La fabrication de ce type de structure suit différentes voies: une voie dite "top-down" qui est utilisée par la production microélectronique de masse et qui permet un excellent contrôle technologique grâce à l'utilisation d'équipements, notamment de lithographie, extrêmement performants; une seconde voie moins coûteuse mais moins contrôlée dite "bottom-up" dont un exemple répandu est la réalisation de réseaux aléatoires, obtenus par dispersion de nanostructures réalisées directement sous forme 1D par croissance et en général relativement dopés de façon non nécessairement contrôlée. Dans les deux cas, le mécanisme de base est le contrôle électrostatique du canal par effet de champ d'un ensemble (organisé ou non) de nanostructures. Dans cette thèse, trois types de transistors différents sont explorées ; des transistors à nanofils SnO2, des réseaux aléatoires de nanotubes de carbone, des transistors à nanofil à canal uniformément dopé, dits "junctionless transistors" ou JLTs). Par rapport à la configuration classique d'un transistor MOS à inversion, le contrôle demande en général à être reconsidéré pour tenir compte des spécificités de ce type de structures: topologie du canal, isolants non standards (résines), effets de percolation dans les réseaux désordonné, contrôle électrostatique dans les nanofils fortement dopés, rôle crucial des états d'interface. Le travail s'appuie sur (i) une caractérisation approfondie de ces composants en statique (contrôle du courant), en petit signal (contrôle de la charge) et en bruit (pièges et états d'interfaces), (ii) une analyse critique des méthodologies d'extraction de paramètres et des modèles utilisés pour analyser ce fonctionnement avec dans certains cas l'appui de simulations et (iii) le développement, lorsque cela s'avère nécessaire, de nouvelles méthodologies d'extraction
 
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Alternative Names
IMEP-LaHC

Institut de microélectronique, électromagnétisme et photonique (Grenoble)

Institute of Microelectronics, Electromagnetism and Photonics - Microwave Laboratory and Characterization research unit in Grenoble and Savoy, France

Laboratoire d'hyperfréquences et de caractérisation (Chambéry)

UMR 5130

UMR5130

Unité Mixte de Recherche 5130

Languages
English (11)

French (9)