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nombre d'offres : 60

Electrodes pour circuits photoniques intégrés: application à la diélectrophorèse

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Offre n° IMEPLaHC-22102019-PHOTO

Master thesis / PFE   (5 to 6 month)
Electrodes for integrated optical circuits: Application to dielectrophoresis

 

IMEP-LaHC is one of the leading laboratories in the field of integrated optics, and more specifically of photonics on glass. Striving for innovation, one of our goals is to fabricate integrated devices dedicated to sensing applications such as bacteria detection. Indeed, monitoring of bacterial growth is critical in various fields such as agri-food or cosmetics industries.
The design and fabrication of compact and portable sensors is thus crucial for efficient and continuous in-situ measurements. In order to propose an innovative solution, we aim at co-integrating optical waveguides with metallic electrodes for dielectrophoresis (DEP) applications¹,².The electrodes will be embedded in a microfluidic chamber and designed in order to create a non-uniform electric field. The application of an alternative voltage can then trap polarizable particles such as bacteria close to an optical waveguide, leading to a change of its refractive index.
This Master’s thesis is focused on the electrodes fabrication. The main specifications are:

  •         The optimization of the metal deposition (thickness, uniformity and adhesion on glass)
  • The proper design of the electrodes
  •  The co-integration of the electrodes with optical waveguides in order to minimize the optical losses while maintaining the interaction of both elements.
  • The quantitative measurement of the optical losses in the NIR spectral range.

To fulfill these objectives, the student will be get familiar with the subject through a bibliographic research on integrated electrodes dedicating to DEP. He/she will also be trained for various techniques of design and fabrication. The training includes in particular:

  • Clean room processes for the metallic deposition and integrated optics
  • Integrated optics on glass technology (ion diffusion on glass)
  • Simulation tools dedicated to electrodes design and optical guided propagation
  • Optical characterizations of integrated waveguides

This Master’s subject is a preliminary work for a future PhD subject, dealing with the integration of a full bacteria sensor3. Depending on the student’s motivation and progress, a last task could deal withthe integration of the electrodes in a more complex circuit.

Advisors:
Elise GHIBAUDO elise.ghibaudo@grenoble-inp.fr – 04 56 52 95 31
Lionel BASTARD lionel.bastard@grenoble-inp.fr – 04 56 52 95 30

Laboratoire IMEP – LaHC
MINATEC – INPG, 3 Parvis Louis Néel BP 257 38016 Grenoble Cedex 1 – France

1 L. Cui, T. Zhang and H. Morgan, J. Micromech. Microeng. 12 (2002) 7–12
2 J. Suehiro et al, J. Phys. D: Appl. Phys. 32 (1999) 2814
3 S. Tokonami, T. Iida, Analytica Chimica Acta 988 (2017) 1-16

  • Mots clés : Sciences pour l'ingénieur, Physique mésoscopique, FMNT, IMEP-LaHc
  • Laboratoire : FMNT / IMEP-LaHc
  • Code CEA : IMEPLaHC-22102019-PHOTO
  • Contact : elise.ghibaudo@grenoble-inp.fr

Mise au point du procédé d’assemblage d’interconnexions à base de microtubes. Caractérisations électriques et morphologiques associées.

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Offre n° 10442

Ce stage se déroulera au sein du Laboratoire d’Assemblage et Intégration Photonique (LAIP) du département d’optique et photonique (DOPT) du CEA-LETI, il est composé d’une trentaine de personnes et se situe au bâtiment des hautes technologies de Minatec à Grenoble. Le LAIP développe notamment des technologies d’interconnexion de puces électroniques dans les domaines de la détection infrarouge, l’éclairage, l’émission type micro-écran, l’imagerie thermique ou encore la photonique. Ces technologies consistent à assembler une puce de détection ou d’émission de photon, sur un circuit intelligent de contrôle. Cet ensemble est ensuite intégré dans un boîtier pour du test ou la fabrication de prototypes. Dans ces domaines, un des challenges est la réduction de la taille du pixel.  Pour assembler ces deux composants, il est nécessaire, après leur fabrication, de réaliser des plots d’interconnexion qui vont assurer le contact mécanique et électrique entre les deux puces.
 
Le travail comportera les étapes suivantes :
– Compréhension des différents procédés de fabrication envisagés afin d’être évalués
– Caractérisation des propriétés morphologiques des µtubes avant hybridation (microscope optique et MEB / méthode nano-indentation) en salle blanche
– Participation à la campagne d’hybridation avec le responsable de l’équipement
– Préparation d’échantillons (cross-section) et observation des coupes (MEB)
– Tests électriques pour caractériser la résistance de contact de l’hybridation selon chacun des procédés choisis ainsi que le taux de connectique
– Analyse des résultats et comparaison avec les autres technologies d’interconnexions 
  
Pour candidater, merci d’adresser directement CV+LM à l’adresse suivante : Natacha.RAPHOZ@cea.fr

  • Mots clés : Composants et équipements électroniques, Composants et équipements électroniques, DOPT, Leti
  • Laboratoire : DOPT / Leti
  • Code CEA : 10442
  • Contact : Natacha.RAPHOZ@cea.fr

Micro-Transformateurs Magnétiques sur Silicium

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Offre n° 10179

Cadre et contexte :
Les transformateurs et inductances haute-fréquence sont des composants essentiels pour les circuits électroniques modernes (communications sans fils, régulateurs et convertisseurs de tension, filtres EMI …). Leur miniaturisation à l’aide de matériaux magnétiques et leur intégration sur silicium suscitent un grand intérêt chez de nombreux industriels de la micro-électronique. S’appuyant sur de nombreuses années de savoir-faire en magnétisme sur silicium, le CEA-LETI se positionne au meilleur niveau de l’état de l’art mondial dans l’intégration de ces composants. La technologie actuelle permet d’envisager le design et la fabrication de composants adaptés à de nombreuses applications.

Travail demandé :
Après une phase d’étude bibliographique, vous caractériserez les composants haute-fréquence existants. A l’aide des résultats électriques obtenus et d’outils de simulation FEM 3D, vous devrez étudier l’influence des différents paramètres du design et des matériaux sur le comportement des composants magnétiques. Vous réaliserez une modélisation analytique qui lui permettra d’optimiser et de proposer de nouveaux designs pouvant répondre à différents cas applicatifs.

Si vous êtes intéressé par cette offre de stage, merci de bien vouloir envoyer votre CV ainsi qu’une lettre de motivation à jean-philippe.michel@cea.fr

  • Mots clés : Technologies micro et nano, Technologies micro et nano, DCOS, Leti
  • Laboratoire : DCOS / Leti
  • Code CEA : 10179
  • Contact : jean-philippe.michel@cea.fr

Etude d’architectures de transistors verticaux en GaN

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Offre n° 10178

Cadre et contexte :
Le LETI transfère actuellement une technologie de composants de puissance AlGaN/GaN épitaxiés sur substrats Silicium 200mm avec un industriel reconnu dans le domaine du développement de composants de puissance (Silicium, SiC, …).
Le sujet de stage vise à préparer la future génération de dispositifs GaN qui seront avec une architecture verticale. Les composants actuellement disponibles ont une architecture latérale. Ils permettent de réaliser des circuits de conversion électrique jusqu’à environ qq. 10kW. Le passage à une architecture verticale permettrait d’adresser des niveaux puissance allant jusqu’à 10MW.
Le travail de stage consistera à initier une étude en dimensionnement par simulation TCAD (Technology Computer Assisted Design) de plusieurs options géométriques. L’étude sera en collaboration avec LUMILOG (filiale SAINT-GOBIN), fournisseur de substrats GaN.

Travail demandé
Le stage s’articulera autour des points suivants:
  -Etude bibliographique des architectures de composants GaN verticaux,
  -Echanges avec les laboratoires de filière et procédés III-V pour identifier les architectures potentiellement réalisables,
  -Simulation par éléments finis (TCAD, avec outils Synopsys) des structures identifiées,
  -Dimensionnement en vue d’une inclusion dans un jeu de réticules.

Moyens mis en œuvre :
Outils de modélisation éléments finis (TCAD Synopsys).

Si vous êtes intéressé par cette offre de stage, merci de bien vouloir envoyer un CV ainsi qu’une lettre de motivation à julien.buckley@cea.fr

  • Mots clés : Technologies micro et nano, Technologies micro et nano, DCOS, Leti
  • Laboratoire : DCOS / Leti
  • Code CEA : 10178
  • Contact : julien.buckley@cea.fr

Frittage de nanoparticules Ag pour application véhicule électrique

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Offre n° 10177

Cadre et contexte:
Dans tous les domaines d’application, tels les systèmes nomades ou automobiles, la miniaturisation des modules de puissance permet d’intégrer les convertisseurs au plus près des fonctions. Elle améliore aussi leur efficacité énergétique.
Les densités de puissance deviennent très importantes, en particulier pour les onduleurs moteurs ou les chargeurs de batteries pour les véhicules électriques. Les températures de fonctionnement peuvent dépasser les 175°C. Pour tenir à de telles conditions d’usage, le frittage Ag est une alternative désormais incontournable aux brasures tendres à base d’étain pour créer des puits thermiques, et réaliser une connectique performante pour les commutations à hautes fréquence qu’autorise la technologie GaN. Sa mise en œuvre doit être étudiée sur des cas concrets.
Le frittage Ag sans pression présente de multiples avantages pour le packaging et l’assemblage : excellentes conductivités thermique et électrique, stabilité en température, intégrité des puces de puissance lors de l’assemblage. Cherchant les performances électriques et thermiques et la rationalisation du coût, nous nous intéressons au frittage sur des surfaces cuivrées et aux architectures 3D.
 
Travail demandé :
 Ce stage cible l’étude et la réalisation de sous-modules constitués de puces de puissance grand gap (GaN/Si ou SiC), frittées sur du cuivre nu. Ils sont destinés à être intégrés dans divers substrats innovants, pour des applications véhicule électrique ou photovoltaïque.
L’objectif du stage est la compréhension, la mise au point et la caractérisation d’un procédé de frittage de puce sur substrat cuivre. Il se décompose en plusieurs phases :
ØBibliographie (Ag fritté, structure des modules de puissance, propriétés mécaniques et thermiques des substrats et assemblages, physico-chimie des interfaces) et formation aux équipements de procédé et de caractérisation.
ØPlan de simulations thermomécaniques (calculs analytiques et modélisation par éléments finis sous ANSYS).
ØPlan d’expériences itératifs pour comprendre et améliorer le frittage du sous-module. Des paramètres comme la nature et la géométrie du substrat, la préparation des surfaces à fritter et un screening de différentes pates à fritter seront investigués. Caractérisations morphologiques, mécaniques, chimiques et thermiques.
ØSynthèse, identification d’un Best Know Process, et identification de fenêtres de procédés

Si vous êtes intéressé par cette offre de stage merci de bien vouloir envoyer votre CV ainsi qu’une lettre de motivation à christine.laurant@cea.fr

  • Mots clés : Technologies micro et nano, Technologies micro et nano, DCOS, Leti
  • Laboratoire : DCOS / Leti
  • Code CEA : 10177
  • Contact : christine.laurant@cea.fr
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