Offres de Thèses, Stages et Post-docs

nombre d'offres : 52

Réalisation de nanofils Si et SiGe pour les dispositifs Gate all around.

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Offre n° 1

Les futures générations de dispositifs CMOS prévoient l’introduction d’architectures tridimensionnelles du type Gate all around (GAA) en remplacement du FiNFET. Un exemple de dispositif consiste à utiliser des nanofils parallèles au substrat et empilés verticalement comme canal de conduction, les matériaux de grille (le diélectrique et le métal) venant enrober ces nanofils (cf. figure 1). Une étape clé du procédé de fabrication est la réalisation de ces nanofils (cf. Figure 2). Ces nanofils sont réalisés à partir d’hétérostructure Si/SiGe/Si/SiGe épitaxiée (cf. Fig. 2a). Cet empilement sera gravé de manière anisotrope dans des réacteurs de gravure plasma conventionnels de type ICP (inductively coupled plasma) (cf. Fig. 2b). Pour obtenir des nanofils à partir de ces empilements, il faut ensuite être capable de développer un procédé de gravure isotrope et sélectif permettant le retrait de la couche sacrificielle de SiGe par rapport au Si si l’on souhaite réaliser un canal en silicium de type n et vice et versa pour conserver un canal en SiGe de type p (cf. Fig. 2c). Cette étape est aujourd’hui le point bloquant de l’intégration.

L’objectif de ce projet de fin d’études de 6 mois est de développer des procédés plasma délocalisés permettant une gravure isotrope et sélective de la couche de SiGe par rapport à la couche de Si. Cette étude sera réalisée dans un réacteur industriel de gravure et le développement du procédé s’appuiera sur des techniques de caractérisation telles que l’ellipsométrie et la spectrométrie de photoélectrons X (XPS)

Ce travail sera effectué au Laboratoire des Technologies de la Microélectronique (LTM), laboratoire de recherche affilié au CNRS et l’Université Grenoble Alpes (UGA) situé sur le site du CEA-LETI-MINATEC à Grenoble.

  • Mots clés : Engineering science, Electronics and microelectronics - Optoelectronics, LTM
  • Laboratoire : LTM
  • Code CEA : 1
  • Contact : erwine.pargon@cea.fr

Cellules photovoltaïques à base de silicium avec passivations innovantes

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Offre n° IMEPLaHC-23112018-CMNE

                             

CELLULES PHOTOVOLTAÏQUES à base de silicium avec passivations innovantes

Contexte
Dans le cadre d’un projet de recherche financé par l’ANR, le groupe CMNE du laboratoire IMEP-LAHC va entreprendre une étude approfondie de nouveaux types de structures passivantes pour les cellules solaires à base de silicium cristallin (c-Si).
Ces nouvelles technologies de passivation couplent les propriétés de passivation des couches d’oxyde de silicium SiOx (réduction des recombinaisons et donc amélioration des rendements) en exploitant la possibilité de transporter les courants générés à travers ces oxydes, par effet tunnel (Figure 1) avec des profils de jonction ultra-minces réalisées par implantation par immersion plasma (PIII).


Les implications de cette technologie innovante, actuellement développée au CEA-INES, sont cependant mal comprises.
En particulier, les questions suivantes sont encore ouvertes :
      * Quelle est l’épaisseur d’oxyde permettant à la fois une bonne passivation et un transport tunnel adéquate ?
* Quelle influence a le profil de dopage sur les recombinaisons ?

Travail demandé :
Cette étude sera menée grâce à une approche essentiellement théorique en lien étroit avec les réalisations expérimentales et caractérisations effectuées au CEA-INES. Des simulations dérive-diffusion 1D et 2D, incluant des modèles de courants tunnels, permettront d’étudier en détail le rôle de l’oxyde tunnel SiOx, du profil de dopage et des recombinaisons sur la caractéristique complète de la cellule. Ces simulations seront effectuées à l’aide du logiciel commercial Sentaurus. Si nécessaire, des études expérimentales par caractérisation électrique (mesure I-V-T) permettront de conforter ou au contraire de contredire les simulations réalisées.
L’objectif final sera d’implémenter les caractéristiques simulées et/ou mesurées dans le logiciel Griddler, qui permet d’estimer les performances d’une cellule complète, et donc d’évaluer l’intérêt des différentes technologies de passivation pour le photovoltaïque.

Compétences/formation:
– Niveau M1 ou M2
– Formation en physique du semi-conducteur, physique du composant, photovoltaïque
– Solide base dans l’utilisation des outils informatiques
– Bonne connaissance en méthode numérique
– Expérience en caractérisation électrique

Encadrement :
– Anne Kaminski (PR Phelma/Grenoble-INP & IMEP-LAHC)
– Quentin Rafhay (MCF Phelma/Grenoble-INP & IMEP-LAHC)
– Antoine Veau (Doctorant CEA-INES)
– Thibault Desrues (Ingénieur-Chercheur CEA-INES).

  • Mots clés : Sciences pour l'ingénieur, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, FMNT, IMEP-LaHc
  • Laboratoire : FMNT / IMEP-LaHc
  • Code CEA : IMEPLaHC-23112018-CMNE
  • Contact : Anne.Kaminski@minatec.grenoble-inp.fr

Développement et optimisation d’un procédé de réalisation de structures photoniques par sciage de guides planaires.

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Offre n° IMEPLaHC-13102018-PHOTO

Sujet de stage de Master II :
Développement et optimisation d’un procédé de réalisation de structures photoniques par sciage de guides planaires.

  1. L’optique intégrée sur verre a montré ses fortes potentialités au cours des deux dernières décennies pour permettre la réalisation de nombreux types de capteurs ou de microsystèmes dans le domaine de la photonique. Un certain nombre de ces dispositifs est encore au stade de la recherche dans les laboratoires mais d’autres ont été optimisés pour réaliser des produits industriels au sein de l’écosystème grenoblois (spectromètres par la société Resolution Spectra Systems et par la société TeemPhotonics par exemple).
    Pour l’instant, ces systèmes sont basés sur une technologie d’échange d’ions permettant l’accroissement local de l’indice de réfraction du verre avec une  variation maximum d’indice de réfraction autour de  .
    Le projet proposé vise à développer et optimiser une nouvelle variante de guides optiques sur verre, dits « rubans », dont les performances en confinement latéral de la lumière sont considérablement améliorées laissant envisager la possibilité de réaliser de nouvelles fonctionnalités optiques  
    En effet, l’approche considérée consiste à réaliser des guides droits en forme de rubans dont la largeur est obtenue avec des traits de scie sur une profondeur de 10μm à 50μm alors que le confinement vertical est toujours assuré par un échange d’ions classique. De telles dimensions n’étaient pas disponibles avant.
    Elles sont dorénavant rendues possibles grâce à la disponibilité de scies avancées avec des lames spécifiques et une précision de positionnement et de rugosité après sciage tout à fait acceptables induisant un faible coût de réalisation
    Des premiers tests concluants ont déjà été effectués (conférence internationale en janvier 2019). Le but du stage est de continuer ce développement en réalisant et en caractérisant ces types de nouveaux guides afin d’optimiser le processus de fabrication. On peut envisager des composants plus complexes comme des spectromètres intégrés ou des rotateurs de polarisation par exemple. Ce travail s’effectuera entièrement dans notre laboratoire (Techniques d’échange d’ions, découpe à la scie, caractérisation optique des guides). De plus, des outils de simulation développés au laboratoire pourront aussi être utilisés pour comparer les résultats expérimentaux et théoriques.

     
Contact : Alain MORAND , Email: morand@minatec.inpg.fr, Tel : 04 56 52 94 86
IMEP-LAHC, Minatec, 3 Parvis Louis Néel, CS 50257, 38016 Grenoble Cedex 1
http://www.imep-lahc.grenoble-inp.fr

  • Mots clés : Sciences pour l'ingénieur, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, FMNT, IMEP-LaHc
  • Laboratoire : FMNT / IMEP-LaHc
  • Code CEA : IMEPLaHC-13102018-PHOTO
  • Contact : morand@minatec.grenoble-inp.fr

Fabrication et caractérisation de transducteurs flexibles à base de nanofils piézoélectriques

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Offre n° IMEPLaHC-06112018-CMNE

Sujet de Stage: Premier semestre 2019
Fabrication et caractérisation de transducteurs flexibles à base de nanofils piézoélectriques
IMEP-LaHC / MINATEC / Grenoble – France

Mots clefs :
Nanotechnologies, Nano fils, Piézoélectricité, Technologie, SALD.

 Description du projet :
Ces dernières années, un intérêt croissant s’est manifesté au sein de la communauté scientifique internationale pour l’étude de nanofils, dont le caractère unidimensionnel (1D) leur confère des propriétés (électriques, mécaniques…) uniques. Ces propriétés peuvent être exploitées avantageusement pour différentes applications de type capteurs, actionneurs ou système de récupération d’énergie (Fig. 1) [1]

Le sujet de stage se focalise sur la transduction mécanique à électrique utilisant un matériau composite à base de nanofils (NFs) de ZnO.
Ces nanocomposites pourront avoir des propriétés améliorés par rapport aux couches minces piézoélectriques [2][3]. Un de défis technologiques d’intégrer ces composites sur des substrats flexibles concerne la température de fabrication.
L’objectif du stage est d’utiliser la nouvelle technique de dépôt de couches minces SALD (Spatial Atomic Layer Deposition) [4] pour déposer la couche de germination de ZnO sur plusieurs substrats flexibles (tache faite au sein du LMGP). Cette technique permet de faire des dépôts à très basse température, dans un temps très court (jusqu’à 100 fois plus rapide que l’ALD conventionel), et permet même de travailler a l’air (sans besoin d’une chambre de dépôt). Les couches seront caracterisées par MEB, XRD et d’autres techniques conventionnelles.  Par la suite, les NFs de ZnO seront fabriqués par voie hydrothermale et intégrés pour la réalisation de dispositifs (tache faite au sein de l’IMEP-LaHC). L’évaluation de leur performance sera réalisée à l’IMEP-LaHC ou dans les plateformes de caractérisation de la FMNT (OPE)N(RA -).

Le candidat travaillera sur 3 objectifs différents mais corrélés :

  1. Participer à la fabrication de nano composites intégrés sur différents  substrats flexibles.
  2. Caractérisation électromécanique des dispositifs fabriqués grâce à un banc de test spécifique.
  3. Participer à la modélisation des composites piézoélectriques utilisant un logiciel commercial de calcul d’éléments finis (FEM)

La réalisation de ces objectifs nous permettra une meilleure compréhension des phénomènes mis en jeu et permettra de dégager des pistes d’optimisation pour des applications de récupération d’énergie ou capteur.

Le/La stagiaire bénéficiera d’un cadre de collaboration déjà établi et aura l’opportunité de contribuer à des projets nationaux et Européen liés à la récupération d’énergie.

Reférences:
[1] S. Lee, R. Hinchet, Y. Lee, Y. Yang, Z.-H. Lin, G. Ardila, L. Montes, M. Mouis, Z. L. Wang,
« Ultrathin Nanogenerators as Self-powered/Active Skin Sensors for Tracking Eye Ball Motion », Adv. Funct. Mater., 24 (2014) p. 1163-1168.
[2] R. Tao, G. Ardila L. Montes and M. Mouis, “Modeling of semiconducting piezoelectric nanowires for energy harvesting and sensing” Nano energy, 14 (2015) p.62-76.
[3] R. Tao, M. Parmar, G. Ardila, P. Oliveira, D. Marques, L. Montès, M. Mouis, “Performance of ZnO based piezo-generators under controlled compression”, Semiconductor Science and Technology, 32(6) (2017) p. 064003.
[4] D. Munoz-Rojas & J. MacManus-Driscoll, “Spatial atmospheric atomic layer deposition: a new laboratory and industrial tool for low-cost photovoltaics”. Materials Horizons, 1(3) (2014) 314-320

Détails :
Durée : de 4 à 6 mois ( premier semestre 2019)
Niveau: PFE Ecole d’ingénieur, Master 2
Lieu : IMEP-LAHC / Minatec / Grenoble
Encadrants : Gustavo ARDILA (ardilarg@minatec.grenoble-inp.fr)
David MUNOZ-ROJAS (david.munoz-rojas@grenoble-inp.fr)

Laboratoire de recherche:
L’IMEP-LAHC  est localisé dans le centre d’innovation de Minatec. Il collabore avec plusieurs grands industriels (ST-Microelectronics, SOITEC, etc.) et centres microélectroniques préindustriels (LETI, LITEN, IMEC, Tyndall).
Le/La stagiaire travaillera au sein du groupe Composant MicroNanoElectronique / Nanostructures & Nanosystèmes Intégrés et aura accès aux plateformes technologiques (salle blanche) et de caractérisation du laboratoire.
LMGP / MINATEC / Grenoble
https://sites.google.com/site/workdmr/ 

Contacts:
Gustavo ARDILA   (ardilarg@minatec.grenoble-inp.fr) 04.56.52.95.32
David MUNOZ-ROJAS  david.munoz-rojas@grenoble-inp.fr  04.56.52.93.36

  • Mots clés : Sciences pour l'ingénieur, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, FMNT, IMEP-LaHc
  • Laboratoire : FMNT / IMEP-LaHc
  • Code CEA : IMEPLaHC-06112018-CMNE
  • Contact : ardilarg@minatec.grenoble-inp.fr

Évaluation mathématique d’un adressage ligne/colonne non conventionnel pour la fabrication de projecteurs rétiniens.

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Offre n° 7210

Le laboratoire Visualisation Eclairage développe des solutions innovantes pour l’affichage d’informations. Parmi ces solutions celles touchant au domaine de la réalité augmentée sont particulièrement critiques du fait des difficultés techniques associées au design optique des dispositifs. La recherche d’une visualisation large, contrastée et lumineuse doit effectivement se faire tout en garantissant une compacité et un design des produits compatible avec les attentes du public.
 Le laboratoire LVE a proposé récemment pour ces applications un concept de projecteur rétinien innovant basé sur l’émission de fronts d’onde échantillonnés. L’échantillonnage induit une problématique d’adressage similaire à l’adressage ligne/colonne des écrans classiques. Toutefois, contrairement aux écrans usuels matricés en une grille périodique de pixels, le concept innovant requiert l’adressage de distributions de point suivant une répartition aléatoire.
La problématique physique liée aux technologies de fabrication induit une problématique mathématique que le candidat devra explorer de manière conceptuelle et appliquée.
 Cette problématique repose sur la détermination d’ensembles de points d’intersection entre deux séries de courbes parallèles orientées à 90°. Ces séries de courbes aux formes complexes s’apparentent aux motifs de Guilloché. L’ensemble de points d’intersection idéal devra présenter une répartition la plus aléatoire possible.
 Le candidat devra intégrer dans un premier temps les éléments physiques de la problématique par la lecture des publications du laboratoire et la discussion avec les membres de l’équipe projet. Il conduira ensuite une recherche bibliographique sur la problématique mathématique.
Suite à cette étude, il devra établir la base théorique analytique de la problématique du croisement de courbes complexes. Ces modèles seront implémentés dans des logiciels de calculs mathématiques (matlab). Ils permettront de générer les ensembles de points d’intersection qui seront utilisés pour la simulation des phénomènes physiques de formation d’image sur la rétine. Le travail s’orientera alors sur des algorithmes d’optimisation entre modèle mathématique et phénomène physique.
 L’objectif du stage sera la définition d’un adressage optimum de points d’émission suivant des lignes/colonnes aux formes complexes.
 Le candidat sera aidé dans sa tache par les physiciens du laboratoire qui lui détermineront les contraintes physiques et technologiques du problème et par un mathématicien spécialisé en traitement d’image.

Pour candidater, merci d’envoyer directement CV+LM à christophe.martinez@cea.fr

  • Mots clés : Optique et optronique, Optique et optronique, DOPT, Leti
  • Laboratoire : DOPT / Leti
  • Code CEA : 7210
  • Contact : christophe.martinez@cea.fr
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