Offres de Thèses, Stages et Post-docs

nombre d'offres : 115

Modélisation compacte des transistors GaN/Si pour les applications puissance et RF-5G

Mail Sélection

Date de début : 1 octobre 2018

Offre n° SL-DRT-18-0888

Le GaN RF est développé depuis plus de 15 ans par les industriels et de nombreux laboratoires de recherche continuent à faire avancer cette technologie.

Le Leti souhaite démarrer une activité GaN/Si, notamment pour les applications 5G. Il va se baser sur son expérience des transistors GaN/Si pour l’électronique de puissance. Une première version de modèle compact développé pour les transistors Normally-ON est déjà disponible au Leti (Leti-HSP). Néanmoins, ce « core » modèle (DC) doit être consolidé et renforcé pour justifier son adéquation à des transistors Normally-OFF afin de pouvoir ensuite être adapté aux transistors GaN-RF qui, d’un point de vue architecture, sont très différents de ceux des applications de puissance.

Ces développements modèle sont indispensables pour évaluer les potentialités des technologies GaN/Si pour les deux types d’applications (puissance et RF).

Le modèle Leti-HSP a été développé au Leti et décrit convenablement le comportement électrique (DC/AC) des transistors de puissance GaN/Si.

La première étape de cette thèse sera de s’approprier le code existant puis d’évaluer ses forces et faiblesses, en portant un soin particulier à la description de la saturation du courant et du régime d’inversion modérée qui reste une faiblesse de ce modèle en terme de précision. L’analyse des faiblesses du modèle existant donnera lieu au développement d’une nouvelle version et de carte modèle associées qui sera mis à disposition aux designers via le PDK.

Enfin, après avoir identifié les différences entre transistor GaN/Si pour application puissance et application RF, l’objectif final de cette thèse sera d’apporter les modifications nécessaires au modèle Leti-HSP afin qu’il décrive le comportement des dispositifs GaN/Si dans le domaine RF.

Chacun des points ci-dessus sera supporté par:

• L’expertise sur les dispositifs GaN/Si du laboratoire d’intégration des composants de puissance du Leti.

• La caractérisation électrique avec la collaboration du laboratoire de caractérisation du Leti, qui a déjà une expérience de caractérisation des dispositifs de puissance.

• Les simulations TCAD effectuées au sein du laboratoire de simulation et modélisation du Leti, auxquelles l’étudiant prendra part activement pour comprendre finement le comportement des dispositifs et être en mesure d’en construire une modélisation physique.

  • Mots clés : Sciences pour l'ingénieur, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, DCOS, Leti
  • Laboratoire : DCOS / Leti
  • Code CEA : SL-DRT-18-0888
  • Contact : joris.lacord@cea.fr

Dopage du GaN par implantation Ionique et recuits innovants

Mail Sélection

Date de début : 1 octobre 2018

Offre n° SL-DRT-18-1001

En réponse aux besoins sociétaux sur la préservation de l’environnement et sur les énergies alternatives, le CEA développe une activité sur la réalisation de composants de puissance. Pour cela, le CEA a choisi une technologie de rupture basée sur l’utilisation du Nitrure de Gallium qui doit permettre de s’affranchir des limites théoriques du silicium. Les technologies à base de GaN sont cependant beaucoup moins matures que celles basées sur l’utilisation du silicium.

L’objectif de ce travail de thèse sera de contribuer à mettre en place la brique technologique de dopage du GaN par implantation ionique et de rechercher des recuits innovants permettant de recuire à très haute température afin d’activer les dopants sans endommager la structure du wafer GaN sur Si. Malgré des progrès importants ces dernières années, la réalisation de procédés de dopage efficaces et la compréhension des mécanismes associés restent des challenges importants.

Ce travail impliquera donc, entre autres, le développement de procédés d’implantation ionique et de traitements thermiques innovants qui seront notamment évalués et comparés aux procédés de référence. Un focus particulier sera porté sur la compréhension et la modélisation de l’impact des défauts créés par le procédé d’implantation et leur évolution pendant les traitements thermiques sur l’activation des dopants. Pour cela, de nombreuses techniques de caractérisations physico-chimiques, structurales, optiques et électriques (SIMS, TEM, RBS / MEIS, Diffraction X, PL, ECV, Sonde atomique tomographique, Effet Hall…) seront mises en œuvre ou développées. L’objectif final des travaux, en lien avec les équipes d’intégration, sera de développer des procédés de dopage adaptés aux spécifications des dispositifs envisagés.

  • Mots clés : Sciences pour l'ingénieur, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, Matériaux et applications, DTSI, Leti
  • Laboratoire : DTSI / Leti
  • Code CEA : SL-DRT-18-1001
  • Contact : frederic.mazen@cea.fr

Déformation élastique extrême de matériaux semiconducteurs pour applications optoélectroniques

Mail Sélection

Date de début : 1 octobre 2018

Offre n° SL-DRT-18-0998

L’objectif de la thèse consiste à déformer un film de semiconducteur cristallin de manière homogène sur une surface macroscopique à des niveaux inégalés. Les semi-conducteurs subissent alors une modification profonde de leurs propriétés optiques et électriques : par exemple, la mobilité des porteurs peut être significativement améliorée dans le silicium en tension et la structure de bandes d’énergie du germanium subit différentes modifications sous contraintes. Une forte contrainte en tension modifie ce matériau semiconducteur en un nouveau matériau d’un point de vue quantitatif (gap) et qualitatif (transition de bande interdite indirecte à directe) de sa structure électronique. La finalité de de ce projet consiste à obtenir, dans un premier temps, le contrôle quantitatif de la déformation élastique imposée dans un film cristallin de germanium et dans un second temps, à produire un matériau destiné à de nouvelles applications industrielles.

  • Mots clés : Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences, Sciences pour l'ingénieur, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, Physique du solide, surfaces et interfaces, FMNT, LTM
  • Laboratoire : FMNT / LTM
  • Code CEA : SL-DRT-18-0998
  • Contact : jumana.boussey@cea.fr

Lasers QCL sur Si couples à un guide optique

Mail Sélection

Date de début : 1 mars 2018

Offre n° SL-DRT-18-0597

Dans le domaine du moyen infrarouge (longueur d’onde de 3 à 12 µm), des lasers III-V à base de cascade quantiques sur substrat InP sont maintenant en production avec de haut niveaux de performances. Le couplage avec un circuit d’optique intégrée est réalisé actuellement en aboutant une puce laser QCL sur InP avec un circuit d’optique guidé sur silicium. Ce procédé unitaire est fastidieux et cela conduit à des faibles tolérances de fabrication et à un cout élevé. La solution la plus prometteuse est de rapporter le laser QCL sur la plaque Si et de le coupler aux guides optiques. Afin d’avoir une fabrication collective peu couteuse, l’objectif est de fabriquer collectivement les lasers QCL directement sur la plaque Si avec les moyens de la microélectronique. C’est tout l’enjeu de cette thèse où il faudra d’étudier et simuler le couplage du QCL à un guide optique, concevoir les étapes de fabrication avec l’aide des ingénieurs process, suivre les étapes de fabrication réalisées sur notre plateforme de fabrication et enfin caractériser ces nouveaux composants laser QCL couplés à un guide optique sur notre testeur sous pointes. Une connaissance de l’optique intégrée est souhaitable.

  • Mots clés : Sciences pour l'ingénieur, Optique - Optique laser - Optique appliquée, DOPT, Leti
  • Laboratoire : DOPT / Leti
  • Code CEA : SL-DRT-18-0597
  • Contact : jean-marc.fedeli@cea.fr

Etudes numériques et analytiques sur la synchronisation des oscillateurs à transfert de spin

Mail Sélection

Date de début : 1 octobre 2018

Offre n° SL-DRF-18-1012

Les oscillateurs à transfert de spin sont basés sur les jonctions tunnel magnétique. Ils sont caractérisés par une tension de sortie alternative dans la gamme de GHz. En injectant un courant DC, le transfert de moment de spin compense l’atténuation des précessions d’aimantation et induit ainsi des oscillations entretenues à des grandes amplitudes qui sont converti en un signal électrique par la magnéto-résistance. Dans le passé nombre d’études ont été réalisées pour des oscillateurs individuels. Afin d’augmenter le signal de sortie, les études actuelles adressent le couplage et la synchronisation de plusieurs oscillateurs. Ce couplage et synchronisation peuvent se réaliser via deux mécanismes qui sont le couplage via le champ dipolaire (généré par l’oscillation de l’aimantation) ou via le courant électrique alternatif, généré via la magnéto-résistance.

Ce travail de thèse propose d’entreprendre une étude par simulation numérique de la synchronisation entre oscillateurs à configuration uniforme. Un modèle analytique sera développé en parallèle, en se basant sur les modèles développés dans le groupe pour la synchronisation à une source externe. Les questions à adresser concernent les différents mécanismes de couplage et leur influence sur le processus de synchronisation, en particulier la phase de synchronisation. Ceci est d’importance pour le couplage de plus que deux oscillateurs qui ne sont pas identiques. L’identification des paramètres qui mènent à une synchronisation stable et/ou chaotique seront d’importance pour la réalisation expérimentale.

  • Mots clés : Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences, Physique du solide, surfaces et interfaces, INAC, SPINTEC
  • Laboratoire : INAC / SPINTEC
  • Code CEA : SL-DRF-18-1012
  • Contact : ursula.ebels@ea.fr
En naviguant sur notre site, vous acceptez que des cookies soient utilisés pour vous proposer des contenus et services adaptés à vos centres d’intérêts. En savoir plus
X