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David, Jean-Pierre (ingénieur)

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Works: 11 works in 13 publications in 2 languages and 14 library holdings
Roles: Thesis advisor
Publication Timeline
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Most widely held works by Jean-Pierre David
Environnement spatial : notes de cours by Jacques Bourrieau( Book )

2 editions published in 1996 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

Dégradation des technologies bipolaires et bicmos par radiations ionisantes : implications en assurance qualité pour l'industrie spatiale by Lionel Bonora( Book )

1 edition published in 1998 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Reproduire les dégradations accrues des technologies bipolaires/BiCMOS, dues aux faibles débits de dose de radiations ionisantes propres à l'environnement spatial, est un problème non encore résolu. Plusieurs démarches expérimentals, faisant appel à des facteurs tels la température et la polarisation des composants et circuits, ont été explorées. Elles ont permis de s'approcher d'un niveau de dégradation réaliste. Grâce aux résultats obtenus, les principes d'une adaptation des méthodes de test actuelles ont pu être proposés. Des analyses technologiques de composants sont venues completer ce travail afin d'améliorer la compréhension des phénomènes mis en jeu et d'affiner la recherche de solutions
Etude physique de la dégradation et modèles pour l'assurance durcissement des capteurs d'image en environnement spatial by Emma Martin( )

2 editions published in 2012 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Two imaging sensor technologies are presently used in Earth and space imagery missions: Charge Couple Devices (CCD) and CMOS detectors. The space radiation environment is composed of energetic particles that degrade imaging sensor's performances. It has been shown that real in-orbit degradation of imaging sensors are strongly dependent of orbital and operating conditions and are, as a consequence, difficult to predict. The work performed in this thesis has for purpose an understanding of space radiation-induced degradations for both CCD and CMOS technologies and the proposal of better suited assessment methods for these specific devices in order to better prediction of real in-orbit detector's degradation from on-ground irradiation tests. The first step of the work focused on the identification of on-ground test parameters that could possibly explain the differences observed between inorbit and on-ground data. Thus an irradiation test plan to y-rays and proton particles has been defined in order to assess the imaging sensor's degradation for both CCD and CMOS technologies in operating and irradiation conditions close to in-orbit ones. The effects of detector's operation conditions during irradiation (bias, duty cycle, etc.) but also the irradiation conditions (dose rate, proton energy, etc.) have been studied. The present work focuses on effects on dark current, on its pixel to pixel dispersion and on the presence of hot pixels, which are, at first order, the main performance parameters of an imaging sensor that is degraded by space radiations. The study of the irradiation dose rate influence has shown an Enhanced Low Dose Rate Sensitivity (ELDRS) phenomenon observed for the first time on a CCD imager under dynamic bias condition with a ON/OFF duty cycle. The tested bias conditions CMOS image sensors have demonstrated that the higher the activation frequency and duty cycle, the higher is the degradation. Besides, the proton irradiations performed on CMOS detectors have induced hot pixels that anneal just after irradiation at room temperature. A random telegraphic signal (RTS) behaviour of the dark current has also been shown on CMOS sensors. In parallel to the irradiation tests, a simulation code of ionizing dose effects on oxides of MOS elementary structures has been adapted and used. This program, called ACDC (Accumulation des Charges en Dose Cumulée), has allowed to assess the quantification time constants of physical mechanisms that induce ionizing dose degradation on these structures. These time constants are used for the interpretation of dynamic bias effects
Étude numérique et expérimentale des mécanismes de dégradation dans les structures de silice épaisses à faible débit de dose by Christophe Chanterault( Book )

1 edition published in 2004 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Lors des missions spatiales, les composants électroniques sont soumis à l'influence du rayonnement ionisant présent en environnement spatial. Un modèle numérique de dégradation de la silice est développé. Il décrit la génération, le transport, le piégeage et la recombinaison des charges dans le volume, ainsi que le piégeage et la guérison à l'interface SiO₂/Si tout en s'attachant à prendre en compte de manière assez fine les effets du champ électrique. Après calage sur des données expérimentales, ce modèle a permit de mettre en évidence un phénomène encore mal expliqué : la sensibilité accrue de certains composants aux faibles débits de dose. Celle-ci est reliée au champ électrique et à la densité de piéges profonds à trous présents dans l'oxyde. Ce modèle est une contribution à la compréhension des interactions entre les différents mécanismes intervenant dans la dégradation des composants actuels, qui possèdent des oxydes épais de passivation ou d'isolation
Caractérisation des modes de défaillance des capteurs d'images CMOS à pixels actifs en environnement spatial by Muriel Cohen( Book )

1 edition published in 2000 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Étude numérique et expérimentale des dommages permanents induits par une particule lourde dans les composants électroniques by Jean-Gabriel Loquet( Book )

1 edition published in 2001 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Lors des missions spatiales, les composants électroniques embarqués sont soumis à l'influence du rayonnement ionisant présent en environnement spatial. Un des effets de ce rayonnement est de déposer des charges dans la matière avec laquelle il interagit. On s'interesse à un type de dégradation permanente induite par les ions lourds présents dans le rayonnement cosmique. Le mode de défaillance engendrant ce type de dégradation fait intervenir l'apparition d'un courant de fuite élevé dans un des transistors constituant le circuit intégré impacté. Cette étude a montré, par l'expérimentation et la simulation numérique, que cette défaillance peut être induite par l'impact d'un seul ion lourd : il s'agit donc d'un nouveau type d'événement singulier. La section efficace, correspondant à une étroite zone sensible du transistor située dans la région du bec d'oiseau, a pu être déterminée. Le modèle prévoit une augmentation de la sensibilité pour les composants futurs utilisant une technologie LOCOS, et peut être généralisé à d'autres types d'erreurs impliquant le même mode de défaillance car la modélisation est effectuée au niveau du transistor élémentaire
Prévision du comportement à long terme des circuits intégrés CMOS irradiés by Jean-Marc Boyer( Book )

1 edition published in 1996 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

La synthèse des phénomènes de base, liés à la dégradation en environnement spatial des composants CMOS, a permis la mise en place d'une méthode de prédiction de leur comportement aux faibles débits de dose. Nous combinons l'irradiation au Co60 à fort débit de dose de transistors MOS élémentaires suivie de guérison en température, avec des outils informatiques. Ceux-ci permettent l'extraction des paramètres SPICE, le calcul de la tension de seuil des transistors NMOS à faible débit de dose et la simulation électrique des circuits. Nous accédons ainsi aux performances des circuits intégres en environnement spatial. Nous avons validé notre méthode sur une technologie planar micronique, et nous l'avons étendue à une technologie LOCOS submicronique plus actuelle. La méthode a montré son aptitude à décrire les dégradations qui surviennent sur les technologies présentant une défaillance par rebond de la tension de seuil des transistors actifs à faibles débits de dose. La prédiction quantitative des niveaux de courant de fuite pour les technologies LOCOS dans les conditions d'utilisation spatiale exige une analyse détaillée de la dégradation des structures en "bec d'oiseau"
Modèle physique de prédiction des effets des événements singuliers destructifs dans les composants électroniques de puissance by Sara Siconolfi( )

1 edition published in 2015 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'environnement radiatif naturel est connu pour être sévère sur les composants électroniques de puissance. Il est caractérisé par des particules chargées électriquement, notamment des ions lourds et des protons. Dans le contexte avionique, c'est maintenant essentiel d'estimer les effets de dites particules : les MOSFETs de puissance sont en fait largement utilisés pour les caractéristiques électriques et le coût. Cette étude s'occupe de la prédiction du Single Event Effect (SEB) dans les MOSFETs de puissance : sur la base d'une analyse physique à travers des simulations TCAD, lemodèle de prédiction DELPHY est construit pour calculer les taux d'occurrence du SEB généré par ions lourds et protons. Le SEB provient de la génération d'une charge dans le composant, qui évolue via un courant élevé et auto-alimenté, ayant comme conséquence la destruction thermique du composant. Le SEB a été étudié dans ses différents aspects : c'est admit qu'il dépend de plusieurs facteurs, notamment la géométrie du composant, son dopage et sa polarisation ; la nature et le LET (Linear Energy Transfer) de la particule, le lieu et l'angle d'impact. Tous ces paramètres ne peuvent pas être contrôlés, et le compromis entre le coût et la fonctionnalité limite la mise en place des solutions de durcissement. Pour cette raison, un modèle de prédiction de l'occurrence SEB est nécessaire, ce qui fait l'objet de cette étude. Le modèle DELPHY est basé sur l'analyse physique du Single Event Burnout, à travers la simulation composant 2D TCAD, afin de maîtriser les paramètres cités auparavant qui sont pertinents pour le phénomène. Deux différentes topologies de composant on été étudiées (HEXFET et STRIPFET). A partir de cette analyse, une loi empirique de déclenchement a été calculée et un critère SEB basé sur le champ électrique et la charge déposée dans la couche epitaxiée a été défini. Les sections efficaces SEB ont été calculées pour des injections d'ions lourds. En prenant en compte la probabilité différentielle de génération des particules secondaires sous impact proton, les taux SEB ont été prédis aussi pour le cas du SEB généré par les protons. Toutes les sections efficaces calculées ont été comparées avec succès aux données expérimentales : d'abord avec les caractérisations composant publiées par le CNES ; en suite dans le cadre d'une étude spécifique commune ONERA-CERN afin de caractériser la prochaine génération des convertisseurs de puissance dans le Large Hadron Collider. DELPHY propose donc d'avoir un rôle essentiel comme instrument de prédiction SEB, et trace la route pour une amélioration de l'estimation des taux SEB
Modèle de transport d'électrons à basse énergie (~10 eV- 2 keV) pour applications spatiales (OSMOSEE, GEANT4) by Juliette Pierron( )

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

L'espace est un milieu hostile pour les équipements embarqués à bord des satellites. Les importants flux d'électrons qui les bombardent continuellement peuvent pénétrer à l'intérieur de leurs composants électroniques et engendrer des dysfonctionnements. Leur prise en compte nécessite des outils numériques 3D très performants, tels que des codes de transport d'électrons utilisant la méthode statistique de Monte-Carlo, valides jusqu'à quelques eV. Dans ce contexte, l'ONERA a développé, en partenariat avec le CNES, le code OSMOSEE pour l'aluminium. De son côté, le CEA a développé, pour le silicium, le module basse énergie MicroElec dans le code GEANT4. L'objectif de cette thèse, dans un effort commun entre l'ONERA, le CNES et le CEA, est d'étendre ces codes à différents matériaux. Pour ce faire, nous avons choisi d'utiliser le modèle des fonctions diélectriques, qui permet de modéliser le transport des électrons à basse énergie dans les métaux, les semi-conducteurs et les isolants. La validation des codes par des mesures du dispositif DEESSE de l'ONERA, pour l'aluminium, l'argent et le silicium, nous a permis d'obtenir une meilleure compréhension du transport des électrons à basse énergie, et par la suite, d'étudier l'effet de la rugosité de la surface. La rugosité, qui peut avoir un impact important sur le nombre d'électrons émis par les matériaux, n'est habituellement pas prise en compte dans les codes de transport, qui ne simulent que des matériaux idéalement plats. En ce sens, les résultats de ces travaux de thèse offrent des perspectives intéressantes pour les applications spatiales
Caractérisation et modélisation de la dégradation sous irradations de cellules solaires trijonctions by Antoine Gauffier( Book )

1 edition published in 2008 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Les dégradations des cellules solaires multi-jonctions dues aux radiations spatiales ont pour origine les défauts de déplacement générés lors de l'interaction particule/matière, dont les différentes contributions sont prises en compte dans l'expression du NIEL. Une prédiction exacte de la performance en fin de vie de la cellule solaire est fondamentale afin de préparer les missions satellite. Plusieurs méthodes de prédiction de la dégradation des cellules solaires en orbite existent déjà. Les plus récentes reposent sur la connaissance de la dépendance en énergie du taux d'introduction de défauts pour les différents matériaux entrant dans la composition des cellules solaires. De ce fait, le taux d'introduction de défauts est un paramètre clé afin d'évaluer la sensibilité des cellules solaires aux radiations. Dans ce travail, nous avons déterminé la loi de variation du taux d'introduction de défauts en fonction du NIEL à l'aide de différentes techniques expérimentales (éléctroluminescence, DLTS, TRPL) pour des cellules solaires trijonctions (GaInP/GaAs/Ge). Nous avons observé une dépendance linéaire avec le NIEL pour le GaInP. En revanche, dans le cas du GaAs, nous avons constaté que le taux d'introduction de défaut n'était plus proportionnel au NIEL pour des énergies d'électrons inférieures à 1 MeV. Par conséquent, la connaissance de cette loi de variation dans le GaAs imposé la détermination expérimentale du taux d'introduction de défauts pour une énergie de proton et deux énergies d'électron. Nous avons également développé un modèle analytique permettant de prédire la dégradation des cellules solaires trijonctions
Modélisation des effets de dose dans les circuits intégrés en environnement spatial by Renaud Durand( Book )

1 edition published in 2007 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

La composante ionisante des rayonnements spatiaux s'appelle dose cumulée. Elle entraîne l'apparition d'une charge piégée dans les oxydes ainsi que des états d'interface. Ces quantités sont à l'origine des dégradations électriques observées dans les circuits. Un modèle numérique des effets de dose dans la silice est développé. Il décrit la génération, le transport, le piégeage, les phénomènes de guérison ainsi que la génération des états d'interface tout en s'attachant à prendre à compte de manière assez fine l'effet du champ électrique et de la température. Le calage de notre modèle avec des données expérimentales faites sur la gamme des débits de dose de laboratoire avec différentes températures et diverses conditions de polarisations a permis de caractériser les paramètres des différents mécanismes. Sous faible champ électrique, certains composants présentent une sensibilité accrue au faible débit de dose. Notre modèle explique ce phénomène par l'inversion du champ électrique à fort débit de dose. Enfin, l'extrapolation au débit de dose spatial de notre modèle a permis de discuter la représentativité des normes de test en vigueur
 
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