Contribution à la réalisation technologique et à la caractérisation de transistors MISFET organiques PDF Download
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Author: Olivier Tharaud
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Languages : fr
Pages : 264
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Book Description
L'objectif de ce travail est la realisation et l'etude de transistors misfet organiques avec un polymere conducteur comme couche active. Dans la premiere partie, nous rappelons quelques generalites sur les polymeres conducteurs ainsi que l'etat de l'art sur les transistors organiques. Celui-ci et les differentes applications visees permettent de fixer les deux axes de ce travail decrits dans une deuxieme et troisieme parties. Dans la deuxieme partie, nous presentons le materiau utilise (sexithiophene), les techniques experimentales de realisation et de caracterisation electriques des transistors. Nous etudions alors l'influence de plusieurs parametres des transistors : structure, couche active, isolation des composants, nature et dimensions des contacts source et drain et epaisseur de l'isolant. Nous en deduisons des parametres standard pour la suite de notre etude : depot sur substrat chauffe a 140c, isolation des composants par lift-off, structure empilee inversee, dans la troisieme partie, nous realisons des transistors specifiques obtenus a partir de trois isolants originaux : deux couches monomoleculaires et un film ferroelectrique. Nous decrivons la nature de ces films, la technologie pour les deposer et leurs caracteristiques electriques. Le premier transistor est realise a partir d'une des monocouches (l'ots) qui, greffee sur l'oxyde de grille, permet de modifier les proprietes de l'interface isolant/semi-conducteur. Un etude comparative des performances d'un transistor avec et sans monocouche, montre une amelioration des performances avec la monocouche (tension et pente sous le seuil). La deuxieme monocouche, utilisee directement comme isolant de grille de tres faible epaisseur, permet la realisation de transistors submicroniques (longueur de grille allant de 1m a 50nm).
Author: Olivier Tharaud
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Pages : 264
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L'objectif de ce travail est la realisation et l'etude de transistors misfet organiques avec un polymere conducteur comme couche active. Dans la premiere partie, nous rappelons quelques generalites sur les polymeres conducteurs ainsi que l'etat de l'art sur les transistors organiques. Celui-ci et les differentes applications visees permettent de fixer les deux axes de ce travail decrits dans une deuxieme et troisieme parties. Dans la deuxieme partie, nous presentons le materiau utilise (sexithiophene), les techniques experimentales de realisation et de caracterisation electriques des transistors. Nous etudions alors l'influence de plusieurs parametres des transistors : structure, couche active, isolation des composants, nature et dimensions des contacts source et drain et epaisseur de l'isolant. Nous en deduisons des parametres standard pour la suite de notre etude : depot sur substrat chauffe a 140c, isolation des composants par lift-off, structure empilee inversee, dans la troisieme partie, nous realisons des transistors specifiques obtenus a partir de trois isolants originaux : deux couches monomoleculaires et un film ferroelectrique. Nous decrivons la nature de ces films, la technologie pour les deposer et leurs caracteristiques electriques. Le premier transistor est realise a partir d'une des monocouches (l'ots) qui, greffee sur l'oxyde de grille, permet de modifier les proprietes de l'interface isolant/semi-conducteur. Un etude comparative des performances d'un transistor avec et sans monocouche, montre une amelioration des performances avec la monocouche (tension et pente sous le seuil). La deuxieme monocouche, utilisee directement comme isolant de grille de tres faible epaisseur, permet la realisation de transistors submicroniques (longueur de grille allant de 1m a 50nm).
Author: Olivier Tharaud
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Languages : fr
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Author: Mohamed Alioune Sankharé
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Languages : fr
Pages : 0
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Cette thèse a pour objectif de contribuer à la caractérisation et à la modélisation des transistors organiques en couches minces ou OTFTs (Organic Thin Film Transistors). Elle s'est déroulée en partenariat avec le CEA-LITEN qui dispose d'une technologie imprimée ayant démontré sa fonctionnalité à plusieurs reprises. Le but de ce travail est d'abord de comprendre le fonctionnement des transistors organiques afin de déterminer l'impact des paramètres technologiques sur les caractéristiques électriques. Ceci est fait en utilisant une approche par simulation grâce aux paramètres extraits à partir de la mesure. La dépendance en géométrie et en température des paramètres du transistor est observée et étudiée afin de proposer un modèle valide prenant en compte ces variations. Le modèle doit être intégrable dans les flots de conception classiques de la microélectronique (Cadence, Eldo, ADS, etc...). Des modèles de dispersion sont présentés et par la suite utilisés pour la simulation et la réalisation de circuits analogiques organiques.
Author: Ahmad Skaiky
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Languages : fr
Pages : 144
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Les objectifs de ce travail de thèse concernent la modélisation de transistors organiques à base de pentacène et la réalisation de circuits électroniques de type inverseur. Dans ce contexte, nous avons étudié les mécanismes de transport de charges dans le pentacène par deux méthodes (I(V) et spectroscopie d‟impédance) et déterminé les propriétés physiques du pentacène (mobilité, densité des pièges, niveau d‟énergie des pièges...). Suite à cela, nous avons réalisé un transistor organique à effet de champ ayant une structure top contact en étudiant l‟influence de la longueur du canal et de l‟épaisseur de la couche active sur les performances de ce dispositif et en comparant les résultats avec ceux issus de la simulation via le logiciel ATLAS. Avec les paramètres extraits de l‟étude des mécanismes de transport nous avons trouvé une bonne concordance entre les caractéristiques de sortie et de transfert expérimentales et simulées. Enfin, nous avons élaboré des inverseurs organiques à charge active saturée (diode-load inverter). L‟optimisation des paramètres tels que la longueur du canal, l‟épaisseur de la couche active et la vitesse de dépôt du pentacène a conduit à un gain en tension significatif en particulier en jouant sur la structure cristalline du pentacène. Un inverseur à charge à déplétion a été aussi caractérisé, en utilisant des isolants différents pour le transistor de charge et le transistor de commande un gain de 7 a été obtenu. Ces résultats ouvrent des perspectives et pourraient être améliorés en fabriquant des inverseurs en technologie O-CMOS.
Author: Alexandra Tibaldi
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Languages : fr
Pages : 0
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Ce travail de thèse porte sur la réalisation et l'étude de transistors organiques à grille électrolytique (EGOFET) à des fins analytiques. Ces transistors à effet de champ ont comme particularité de fonctionner en présence d'un électrolyte et de travailler à de très faibles voltages. L'architecture des EGOFETs a été adaptée pour que leurs caractéristiques électriques soient dans une large mesure contrôlées par la structure et la composition de l'interface grille/électrolyte. Cette propriété fonctionnelle a été mise à profit pour la transduction d'évènements physico-chimiques localisés à la surface de la grille du transistor.Sur la base des variations de signal électrique des EGOFETs, la cinétique de chimisorption d'alkylthiols sur une grille en Au a pu être caractérisée. Cet exemple souligne la potentialité des EGOFETs pour l'étude in-situ et en temps réel de nombreux phénomènes de fonctionnalisation de surface. Cette propriété a été appliquée au suivi de la production in-situ d'un alkylthiol, la thiocholine, par une enzyme, l'acétylcholinestérase (AChE). En présence de son substrat, l'AChE génère de la thiocholine. L'ajout d'enzyme dans un dispositi fEGOFET contenant du substrat dans l'électrolyte provoque une variation du courant de drain corrélée à la quantité d'enzyme présente. Le dispositif a permis de doser l'AChE sur la gamme de 1,4.10-3 à 0,3 unité active, avec une limite de détection de 1,4.10-3 unité active. Cette méthodologie analytique propose une alternative aux dispositifs de lecture actuels des dosages immuno-enzymatiques.
Author: Mohamed Jalal Termanini
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Languages : fr
Pages : 158
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TRANSISTORS A HETEROJONCTION GAALAS/GAAS. APRES UN RAPPEL THEORIQUE DES PROPRIETES DES HETEROJONCTIONS, UN AVANT PROJET D'UN TRANSISTOR DESTINE A L'AMPLIFICATION HAUTE FREQUENCE DE PUISSANCE A ETE PROPOSE. NOUS AVONS ENSUITE PRESENTE LES DIFFERENTES METHODES D'OBTENTION DES COUCHES NECESSAIRES AUX DISPOSITIFS, EPITAXIE EN PHASE LIQUIDE, EPITAXIE PAR JETS MOLECULAIRES, DEPOT EN PHASE VAPEUR A PARTIR D'ORGANOMETALLIQUES. CES ETUDES ONT PERMIS D'AFFINER CHACUNE DES METHODES ET DE DEFINIR DANS CHAQUE CAS LES CONDITIONS OPTIMALES DE REALISATION. ENFIN, NOUS AVONS ANALYSE ET COMPARE LES DIFFERENTS PROCEDES MIS A NOTRE DISPOSITION POUR REALISER ENTIEREMENT LES TRANSISTORS, UN PROCESSUS OPTIMUM A AINSI PU ETRE DEFINI. LES DISPOSITIFS REALISES SONT PRESENTES ET LES RESULTATS OBTENUS DISCUTES, OUVRANT LA VOIE AU DEVELOPPEMENT DES CIRCUITS INTEGRES BIPOLAIRES ASGA
Author: ELOI.. BLAMPAIN
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Languages : fr
Pages : 144
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SOUS L'IMPULSION DES INNOVATIONS TECHNOLOGIQUES RECENTES, LA REDUCTION DES DIMENSIONS DES COMPOSANTS ELECTRONIQUES A ENTRAINE UNE MODIFICATION IMPORTANTE DE LEUR COMPORTEMENT ELECTRIQUE ET UNE PLUS GRANDE SENSIBILITE AUX AGRESSIONS EXTERIEURES. IL EST DONC TOUJOURS D'ACTUALITE D'ANALYSER LES PROCESSUS ELECTRONIQUES IMPLIQUES DANS CES NOUVELLES STRUCTURES. DANS CE BUT, NOUS PRESENTONS DANS CE TRAVAIL UNE ETUDE REALISEE SUR DES TRANSISTORS NLDDMOSFETS ISSUS DE LA TECHNOLOGIE 1,2 M DE MATRA-MHS, ET S'ARTICULANT SUR DEUX GRANDS AXES PRINCIPAUX: * LE PREMIER FAIT APPEL A UNE ETUDE EXPERIMENTALE, BASEE D'UNE PART SUR L'EVOLUTION DES PARAMETRES DE CONDUCTION DU TRANSISTOR, ET D'AUTRE PART SUR LA MODIFICATION DES PARAMETRES CARACTERISTIQUES DE LA JONCTION DRAIN-SUBSTRAT DU TRANSISTOR. UNE ETUDE COMPLEMENTAIRE DE CAPACITES MOS EST EFFECTUEE EN VUE D'ACCEDER A D'AUTRES PARAMETRES TECHNOLOGIQUES. UNE METHODOLOGIE DE CARACTERISATION COHERENTE DU TRANSISTOR ET DE SES ELEMENTS A ETE DEVELOPPEE. LA DETERIORATION DES PROPRIETES DE LA JONCTION DRAIN-SUBSTRAT VERS LE DOMAINE SUBMICRONIQUE A ETE ANALYSEE ET RELIEE A LA REDUCTION DES DIMENSIONS. L'EFFET DE LA REDUCTION DES DIMENSIONS SUR LA TENSION DE SEUIL A ETE MIS EN EVIDENCE. * LE DEUXIEME EST UNE SIMULATION 2-D DE CES DISPOSITIFS, REALISEE SUR DEUX NIVEAUX: UNE SIMULATION DU PROCEDE DE FABRICATION A L'AIDE DU SIMULATEUR DE PROCESS (BIDIMENSIONNEL) ATHENA. ELLE S'APPUIE ESSENTIELLEMENT SUR L'AJUSTEMENT DES PROFILS DE DOPAGE FOURNIS PAR LE CONSTRUCTEUR, PAR LE CHOIX APPROPRIE DES PARAMETRES PROCESS (ENERGIE ET DOSE D'IMPLANTATION, CONDITION DE RECUIT, ETC.). UNE SIMULATION DU COMPORTEMENT ELECTRIQUE STATIQUE DE CES DISPOSITIFS A L'AIDE DU SIMULATEUR DE DEVICES SPISCES-2B, S'APPUYANT PRINCIPALEMENT SUR LE CHOIX DES MODELES PHYSIQUES TRADUISANT AU MIEUX LES PHENOMENES A PRENDRE EN COMPTE DANS CE TYPE DE DISPOSITIFS. NOS OUTILS DE SIMULATION SONT DISTRIBUES PAR SILVACO INTERNATIONAL. FINALEMENT, CE TRAVAIL MET AU POINT UNE METHODE DE CARACTERISATION COHERENTE DES EFFETS DUS AUSSI BIEN A LA REDUCTION DES DIMENSIONS, QU'A CEUX LIES A LA DEGRADATION DU COMPORTEMENT ELECTRIQUE DE CES DISPOSITIFS, SUITE A UNE IRRADIATION. IL MET EN PLACE UNE METHODOLOGIE DE SIMULATION QUI A PERMIS DE MONTRER LE ROLE DE LA DOUBLE IMPLANTATION DU CANAL (B ET AS) POUR L'AJUSTEMENT DE LA TENSION DE SEUIL, L'INFLUENCE DE L'EPAISSEUR DU SUBSTRAT AINSI QUE LES EFFETS DE REDUCTION TECHNOLOGIQUE DU CANAL SUR LES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES. CE TRAVAIL MONTRE QUE LES IRRADIATIONS IONISANTES ET LES EFFETS DE DEPLACEMENT PEUVENT ETRE CARACTERISES PAR L'ETUDE DE LA JONCTION DRAIN-SUBSTRAT. IL MONTRE EGALEMENT QUE LA DOSE INFLUENCE LES PROCESSUS DE CONDUCTION DANS CETTE JONCTION AU MEME TITRE QU'UNE POLARISATION SUR LA GRILLE
Author: HATEM.. BOUSSETTA
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Languages : fr
Pages : 135
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CE TRAVAIL S'INSCRIT DANS LE CADRE DE L'ETUDE DE TRANSISTORS BIPOLAIRES A BASES EPITAXIEES FORTEMENT DOPEES REALISES DANS LA TECHNOLOGIE BICMOS DU CENTRE NATIONAL D'ETUDES DES TELECOMMUNICATIONS DE MEYLAN. GRACE AU FORT DOPAGE DE LA BASE, LE FONCTIONNEMENT DE CES TRANSISTORS SE RAPPROCHE DE CELUI DES TRANSISTORS BIPOLAIRES A HETEROJONCTIONS ; POUR CETTE RAISON ON LES NOMME TRANSISTORS BIPOLAIRES A PSEUDO HETEROJONCTION. APRES AVOIR PRESENTE LA NOUVELLE STRUCTURE EMETTEUR-BASE ET LA TECHNOLOGIE DE FABRICATION BICMOS, NOUS DECRIVONS LES TECHNIQUES ET LES OUTILS DE CARACTERISATION MIS EN JEU. DANS UN PREMIER TEMPS, L'ETUDE PORTE SUR LA DEFINITION DES CONDITIONS D'EPITAXIE ET LES REGLAGES TECHNOLOGIQUES NECESSAIRES POUR INTEGRER LE TRANSISTOR BIPOLAIRE A PSEUDO-HETEROJONCTION DANS LE PROCEDE DE FABRICATION BICMOS. L'ETUDE EFFECTUEE SUR L'ORIGINE DU DYSFONCTIONNEMENT A FAIBLE INJECTION DES TRANSISTORS REALISES ET LA COMPREHENSION DES MECANISMES PHYSIQUES RESPONSABLES DES COURANTS DE FUITE DE LA JONCTION EMETTEUR-BASE DES TRANSISTORS MURES ET NON MURES ONT PERMIS DE CERNER LES PROBLEMES POSES PAR L'INTEGRATION PUIS D'APPORTER DES SOLUTIONS POUR L'OPTIMISATION DES CARACTERISTIQUES DE FONCTIONNEMENT DU TRANSISTOR. L'ETUDE DU FONCTIONNEMENT DU DISPOSITIF A PORTE SUR LES PROPRIETES PHYSIQUES DE LA BASE ET EN PARTICULIER LE RETRECISSEMENT DE LA BANDE INTERDITE SOUS L'EFFET DES FORTS DOPAGES. NOUS AVONS DEVELOPPE UNE METHODE ORIGINALE D'EXTRACTION DE CE RETRECISSEMENT BASEE SUR L'EVOLUTION DU COURANT COLLECTEUR EN FONCTION DE LA TEMPERATURE. A PARTIR DE CETTE METHODE, NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE QUE LES TRANSISTORS FABRIQUES FONCTIONNENT EFFECTIVEMENT SUR LE PRINCIPE DES DISPOSITIFS A HETEROJONCTION. CETTE ETUDE A PERMIS UNE DESCRIPTION PRECISE DU COMPORTEMENT ELECTRIQUE DU TRANSISTOR A TOUTE TEMPERATURE
Author: Marc Ternisien
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Languages : en
Pages : 172
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Ce travail s'inscrit dans le cadre de l'étude de composants organiques et moléculaires. Il porte sur le contrôle de l'interface oxyde de grille/semi-conducteur organique à l'aide de Monocouches Auto Assemblées (SAMs) dans les transistors à effet de champ organique (OFETs). Nous avons dans un premier temps travaillé avec des OFETs à couche active de pentacène dont le diélectrique de grille a été modifié par des SAMs de type ơ-π (terminées pyrène ou phenyl) en configuration Top Contact. Après le greffage chimique en trois étapes de SAMs à chaîne alkyle longues et leur caractérisation, nous avons mesuré les paramètres transistors et nous avons démontré une amélioration des mobilités des porteurs de charges, une augmentation du rapport On/Off et une amélioration de la pente sous le seuil. Nous avons interprété ces résultats en terme de structure morphologique de la couche active de pentacène. Dans la deuxième partie de notre thèse, nous nous sommes intéressés aux SAMs à chaîne alkyle plus courte greffées en une unique étape (le pentafluorophenylpropyltrichlorosilane (C9H6F5Cl3Si), le 4-phenylbutyltrichlorosilane (C10H13Cl3Si) et l'octadecyltrichlorosilane (CH18H37SiCl3). La configuration du transistor adoptée pour cette étude est du type Bottom Contact.Nous avons obtenu par ces procédés des OFETs fonctionnant à des valeurs de pentes sous le seuil de 0.6 V/dec, des rapports On/Off de 10 8 et une mobilité de 0.3 cm2/V.s. L'ensemble des résultats est discuté en terme d'interactions entre les porteurs de charges et le semi-conducteur organique (le pentacène) et les dipôles des molécules greffées.
