Direction scientifique
Transfert de connaissances vers l'industrie

Nos Thèses par thème

Conception et réalisation de capteurs miniatures télé-alimentés sur support flexible

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire de Caractérisation et Fiabilité des Composants

Physique des matériaux, semiconducteurs, MEMS

01-10-2019

SL-DRT-19-0959

alexandra.koumela@cea.fr

L'objectif de cette thèse est de développer un capteur télé-alimenté sur support flexible de type patch. En particulier, la mesure visée peut être est la pression, la température, l'accélération, la contrainte, le champ magnétique etc. La technologie M&NEMS développée par le CEA-LETI peut permettre répondre de répondre aux besoins de miniaturisation extrême, d'ultra-basse consommation, des hautes performances et de bas coût. Une étude sur les différents types de capteurs M&NEMS sera conduite afin d'identifier les plus pertinents pour les associer à une antenne RFID permettant d'alimenter le circuit mais également de transmettre des informations. L'intégration du capteur, de son antenne et son électronique sera réalisée sur support flexible à définir en fonction des applications et du degré de conformabilité. Ce travail s'appuiera sur les travaux du Département Systèmes (DSYS) du CEA LETI pour la partie design et conception de l'antenne ainsi que le laboratoire Packaging 3D (LP3D) pour la partie intégration et support flexible. La mise en ?uvre d'un nouveau principe d'actionnement basé sur la rétro-action thermo-piezorésistive sera aussi examinée.

Modélisation/caractérisation mécanique et triboélectrique du procédé de nanoimpression en interfaces souples

Département Technologies Silicium (LETI)

Laboratoire

Master 2 et écoles d'ingénieur Physique du solide, surface et interfaces

01-10-2019

SL-DRT-19-0977

hubert.teyssedre@cea.fr

Les moules souples utilisés en lithographie par nanoimpression permettent de réduire l'impact d'une particule sur la défectivité d'une étape de patterning : sa souplesse permet d'épouser la forme des défauts sans impacter les structures environnantes. Cette souplesse est aujourd'hui obtenue en utilisant des matériaux polymères mono-matériau ou composites qui ont la capacité de reproduire des motifs ayant des dimensions critiques de quelques dizaines de nanomètres. Les technologies les plus récentes de matériaux permettent de passer d'un état visqueux (et donc capable de s'écouler dans des nanostructures) à température ambiante à un état de solide élastique par photo-polymérisation à 365 nm avec des propriétés antiadhésives nécessaires au bon fonctionnement du procédé. Cet état élastique est fondamental pour les performances de réplications : le matériaux doit avoir suffisamment de rigidité pour ne pas flamber ou se déformer de façon irréversible lors du procédé, mais il doit avoir assez de souplesse pour pouvoir être démoulé de la résine à imprimer sans endommager les motifs créés dans cette dernière. Néanmoins l'utilisation de ces moules souples renforce l'apparition de charges électrostatiques lors de la séparation du moule et du substrat. Ces charges sont usuellement dissipées macroscopiquement grâce à des barres antistatiques ou jets d'air ionisés, mais elles peuvent persister sur l'extrême surface du moule souple et engendrer la déformation des structures. L'objectif de cette thèse est d'étudier via des mesures par AFM le comportement de ces interfaces.

Chaine de traitement analogique à base de spike pour la classification de signaux

Département Architectures Conception et Logiciels Embarqués (LIST-LETI)

Laboratoire Architectures Intégrées Radiofréquences

Ingénieur électronique, microélectronique, optoélectronique

01-09-2019

SL-DRT-19-0990

dominique.morche@cea.fr

L'expansion de l'internet des Objets repose sur notre capacité à développer des systèmes capables d'appréhender l'environnement qui nous entoure, tout en ayant une consommation ultra faible, compatible avec la récupération d'énergie. Pour y parvenir, une des solutions qui connait actuellement un essor considérable est l'utilisation de signaux acoustiques. Leur basse fréquence induit naturellement une consommation très réduite, leur faible cout facilite leur déploiement. Le potentiel applicatif est considérable : réveil par message vocaux (le célèbre « ok google », détection de chocs, de présence, localisation de sources, identification d'événement, surveillance et diagnostique d'équipements industriels, etc?). Afin de réaliser ces fonctions complexes de façon énergétiquement efficace, le potentiel des réseaux de neurones est de plus en plus souvent exploité. La consommation de ces solutions reste cependant aujourd'hui trop importante. Pour la réduire, plusieurs pistes seront envisagées et en particulier la génération de signaux sous forme de train d'impulsions (spike). Récemment, une nouvelle architecture de conversion cohérente avec cette approche a été proposée par le CEA-LETI et les meilleures performances de l'état de l'art ont été atteintes [1]. L'objectif de cette thèse sera de poursuivre ces travaux en implémentant également en analogique un traitement d'extraction d'information qui permettra de réduire la complexité du traitement neuronal. Pour atteindre la meilleure efficacité énergétique, une optimisation conjointe des parties analogique, numérique et algorithmique est incontournable. Dans le cadre de ce travail de thèse, le CEA-LETI et l'EPFL s'allient pour développer cette interface de traitement analogique adapté aux réseaux de neurones et générant directement des trains d'impulsions. L'objectif est de mettre en place une nouvelle approche permettant de réduire la consommation dans la plupart des systèmes de sensing. Les applications automobiles seront plus particulièrement considérées pour ce travail. D'autres domaines d'applications et d'autres types de signaux pourront être abordées.

Optimisation d'oxydes métalliques pour la réalisation d'électrode en adéquation avec le matériau photosensible dans le proche infrarouge

Département Technologies Silicium (LETI)

Laboratoire

Ingénieur 3eme année, Master Recherche Electronique, microélectronique, optronique

01-09-2019

SL-DRT-19-1000

serge.blonkowski@cea.fr

La thèse se situe dans le cadre d'un partenariat entre le CEA-Léti et le département Process Development de STMicroelectronics Crolles. L'étude portera sur le développement d'électrodes pour les applications de type capteur d'image. Les prochaines générations de capteurs d'image utiliseront des matériaux photosensibles de type chalcogénure, pérovskite ou ?dots quantiques'. Ces matériaux sont insérés entre des électrodes afin de récolter les électrons et les trous photo générés. Un engineering de bandes est nécessaire afin de favoriser le transfert des charges vers les électrodes lorsque le matériau photosensible est éclairé, alors que lorsque le détecteur est à l'obscurité il faut bloquer le flux continu de charges activées thermiquement à travers la structure, ce flux pouvant conduire à un niveau de courant d'obscurité trop élevé. Les électrodes doivent également être stables au contact de ces nouveaux matériaux, c'est-à-dire qu'il faut limiter les réactions chimiques d'interface qui peuvent conduire à du piégeage de charges, ou à un décalage non souhaité des niveaux d'énergie des bandes de valence ou de conduction. L'électrode supérieure doit quant à elle être déposée par une technique qui ne dégrade pas les matériaux photosensibles qui sont connus pour être fragiles et se dégrader facilement sous atmosphère oxydante, sous rayonnements UV ou sous bombardement lors d'un dépôt utilisant un plasma. Enfin, ces électrodes doivent être conductrices, et l'électrode supérieure doit être transparente pour les photons qui la traversent. L'objectif de la thèse est de développer et d'optimiser une nouvelle électrode supérieure adaptée au capteurs d'image fonctionnant dans le domaine du proche IR (1-1.5µm)

Amélioration des performances des nano-jauges en silicium des capteurs MEMS

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire de Caractérisation et Fiabilité des Composants

bac+5

01-09-2019

SL-DRT-19-1010

antoine.nowodzinski@cea.fr

La piézorésistivité des nanojauges en silicium est à la base de nombreux capteurs MEMS du CEA-Léti : accéléromètres, capteurs de pression, capteurs et analyses de gaz, ? et les performances de ces capteurs sont directement conditionnées par les performances des nanojauges. Dans le cadre de cette thèse, l'étudiant aura pour mission de mener un travail de recherche afin d'optimiser les performances des nanojauges en fonction des principaux paramètres en relation avec leur fabrication: substrats SOI, dopage, méthode d'implantation, géométrie, libération (permettant de mettre la nanojauge en suspension) et passivations après libération. En particulier, le doctorant étudiera le bruit basses fréquences des nanojauges réalisées sur substrats SOI : il caractérisera diverses variantes de nanojauges, cherchera à comprendre les mécanismes à l'origine du bruit basses fréquences dans les nanojauges et fera les simulations nécessaires pour conforter les hypothèses expliquant les fluctuations électriques des nanojauges. Une étude de la fiabilité des nanojauges en fonction de la densité de courant devra aussi être conduite pour déterminer le courant maximal utilisable pour la mesure piézorésistive. Ces études devront permettre, en fin de thèse, de proposer de nouvelles nanojauges fiables et plus performantes, ainsi que leur procédé de fabrication. L'intégration de ce procédé sera étudiée pour permettre la réalisation d'un capteur complet basé sur cette transduction piézorésistive optimisée.

Technologie des Mémoires de Mott

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire de Composants Mémoires

Sciences des Matériaux, Physique, Nano et microélectronique

01-10-2019

SL-DRT-19-1024

eric.jalaguier@cea.fr

Le projet de thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet ambitieux entre le CEA-LETI et l'IMN (Institut des Matériaux de Nantes) visant à confirmer le fort potentiel des isolants de Mott pour les applications Mémoire Non volatile et Intelligence Artificielle. Le doctorant contribuera à l'optimisation des dispositifs de Mémoire de Mott à base d'oxyde de vanadium en étudiant les propriétés du matériau jusqu'à la caractérisation électrique approfondie des dispositifs Mott intégrés en technologie CMOS 130 nm. Parallèlement, le développement de dépôt de couches minces et la caractérisation électrique d'autres isolants de Mott (comme les chalcogénures : GaV4S8, NiS2-xSex?), menés à l'IMN, rechercheront des alternatives au (V1-xCrx)2O3. Les principales tâches seront : 1) Caractérisations physico-chimiques (XRR, XRD, XPS, SEM, TEM. . .) et électriques (résistivité, transport) des films minces d'isolants de Mott (V2O3 dopé Cr...) recuits et encapsulés. Différentes techniques de dépôt seront étudiées à l'IMN et au CEA-LETI ; 2) Développement et caractérisation électrique de dispositifs de mémoire Mott intégrés, de l'analyse d'une cellule mémoire aux statistiques sur matrice. Optimisation des paramètres de programmation (impulsions électriques, amplitude, temps, fréquence?) pour améliorer les performances de la mémoire (fenêtre, endurance, rétention) et pour identifier les meilleurs paramètres des matériaux (épaisseur, concentration en Cr?); 3) Interprétation physique basée sur les mécanismes de commutation résistive des isolants de Mott et simulations multi-physiques pour corréler les performances des dispositifs avec les propriétés des matériaux

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