Dissertations / Theses: 'Transistor à effet de champ (FET)'

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Wang, Gefei. "Conception et développement de nouveaux circuits logiques basés sur des spin transistor à effet de champ." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS056.

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Abstract:

Le développement de la technologie CMOS a déclenché une révolution dans la production IC. Chaque nouvelle génération technologique, par la mise à l’échelle des dimensions, a entraîné une accélération de son fonctionnement et une réduction de sa consommation. Cependant, la miniaturisation sera contrainte par les limites physiques fondamentales régissant la commutation des dispositifs CMOS dès lors que la technologie atteint des dimensions inférieures à 10 nm. Les chercheurs veulent trouver d'autres moyens de dépasser ces limites physiques. La spintronique est l’un des concepts les plus prometteurs pour de nouvelles applications de circuits intégrés sans courant de charge. La STT-MRAM est l’une des technologies de mémoires fondée sur la spintronique qui entre avec succès en phase de production de masse. Les opérateurs logiques à base de spin, associés aux métiers, doivent être maintenant étudiés. Notre recherche porte sur le domaine des transistors à effet de champ de spin (spin-FET), l'un des dispositifs logiques fondamentaux à base de spin. Le mécanisme principal pour réaliser un spin-FET consiste à contrôler le spin des électrons, ce qui permet d'atteindre l'objectif de réduction de puissance. De plus, en tant que dispositifs à spin, les spin-FET peuvent facilement être combinés à des éléments de stockage magnétique, tels que la jonction tunnel magnétique (MTJ), pour développer une architecture à «logique non volatile» offrant des performances de hautes vitesses et de faible consommation. La thèse présentée ici consiste à développer un modèle compact de spin-FET et à explorer les possibilités de son application pour la conception logique et la simulation logique non volatile. Tout d'abord, nous avons proposé un modèle à géométrie non locale pour spin-FET afin de décrire les comportements des électrons, tels que l'injection et la détection de spin, le décalage de phase d'angle de spin induit par l'interaction spin-orbite. Nous avons programmé un modèle spin-FET non local à l'aide du langage Verilog-A et l'avons validé en comparant la simulation aux résultats expérimentaux. Afin de développer un modèle électrique pour la conception et la simulation de circuits, nous avons proposé un modèle de géométrie local pour spin-FET basé sur le modèle non-local spin-FET. Le modèle de spin-FET local étudié peut être utilisé pour la conception logique et la simulation transitoire à l'aide d'outil de conception de circuit. Deuxièmement, nous avons proposé un modèle spin-FET à plusieurs grilles en améliorant le modèle susmentionné. Afin d'améliorer les performances du spin-FET, nous avons mis en cascade le canal en utilisant une structure d'injection / détection de spin partagée. En concevant différentes longueurs de canal, le spin-FET à plusieurs grilles peut agir comme différentes portes logiques. Les performances de ces portes logiques sont analysées par rapport à la logique CMOS conventionnelle. En utilisant les portes logiques multi-grille à spin-FET, nous avons conçu et simulé un certain nombre de blocs logiques booléens. La fonctionnalité des blocs logiques est démontrée par le résultat de simulations transitoires à l'aide du modèle spin-FET à plusieurs grilles. Enfin, en combinant le modèle spin-FET et le modèle multi-grille spin-FET avec le modèle d'élément de stockage MTJ, les portes à «logique non volatile» sont proposées. Comme le seul signal de pur spin peut atteindre le côté détection du spin-FET, la MTJ reçoit un courant de pur spin pour le transfert de spin. Dans ce cas, la commutation de la MTJ peut être plus efficace par rapport à la structure conventionnelle MTJ / CMOS. La comparaison des performances entre la structure hybride MTJ / spin-FET et la structure hybride MTJ / CMOS est démontrée par un calcul de retard et de courant critique qui est dérivé de l'équation de Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG). La simulation transitoire valide le fonctionnement de la logique non volatile basée sur MTJ / spin-FET
The development of Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) technology drives the revolution of the integrate circuits (IC) production. Each new CMOS technology generation is aimed at the fast and low-power operation which mostly benefits from the scaling with its dimensions. However, the scaling will be influenced by some fundamental physical limits of device switching since the CMOS technology steps into sub-10 nm generation. Researchers want to find other ways for addressing the physical limitation problem. Spintronics is one of the most promising fields for the concept of non-charge-based new IC applications. The spin-transfer torque magnetic random access memory (STT-MRAM) is one of the successful spintronics-based memory devices which is coming into the volume production stage. The related spin-based logic devices still need to be investigated. Our research is on the field of the spin field effect transistors (spin-FET), one of the fundamental spin-based logic devices. The main mechanism for realizing a spin-FET is controlling the spin of the electrons which can achieve the objective of power reduction. Moreover, as spin-based devices, the spin-FET can easily combine with spin-based storage elements such as magnetic tunnel junction (MTJ) to construct the “non-volatile logic” architecture with high-speed and low-power performance. Our focus in this thesis is to develop the compact model for spin-FET and to explore its application on logic design and non-volatile logic simulation. Firstly, we proposed the non-local geometry model for spin-FET to describe the behaviors of the electrons such as spin injection and detection, the spin angle phase shift induced by spin-orbit interaction. We programmed the non-local spin-FET model using Verilog-A language and validated it by comparing the simulation with the experimental result. In order to develop an electrical model for circuit design and simulation, we proposed the local geometry model for spin-FET based on the non-local spin-FET model. The investigated local spin-FET model can be used for logic design and transient simulation on the circuit design tool. Secondly, we proposed the multi-gate spin-FET model by improving the aforementioned model. In order to enhance the performance of the spin-FET, we cascaded the channel using a shared spin injection/detection structure. By designing different channel length, the multi-gate spin-FET can act as different logic gates. The performance of these logic gates is analyzed comparing with the conventional CMOS logic. Using the multi-gate spin-FET-based logic gates, we designed and simulated a number of the Boolean logic block. The logic block is demonstrated by the transient simulation result using the multi-gate spin-FET model. Finally, combing the spin-FET model and multi-gate spin-FET model with the storage element MTJ model, the “non-volatile logic” gates are proposed. Since the only pure spin signal can reach to the detection side of the spin-FET, the MTJ receives pure spin current for the spin transfer. In this case, the switching of the MTJ can be more effective compared with the conventional MTJ/CMOS structure. The performance comparison between hybrid MTJ/spin-FET structure and hybrid MTJ/CMOS structure are demonstrated by delay and critical current calculation which are derived from Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) equation. The transient simulation verifies the function of the MTJ/spin-FET based non-volatile logic

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Maertens, Alban. "Etude de la réalisation d'une structure transistor (FET) pour l'observation de l'exciton du ZnO sous champ électrique." Thesis, CentraleSupélec, 2016. http://www.theses.fr/2016SUPL0009/document.

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Abstract:

Ce manuscrit porte sur la conception d’un transistor à effet de champ destiné à l’observation de la photoluminescence de l’exciton et des complexes excitoniques chargés du ZnO sous l’influence d’un champ électrique. Pour cela, des simulations ont permis de définir un cahier des charges de la structure du transistor afin de bloquer la conductivité dans le canal de ZnO et d’appliquer un champ électrique intense. La seconde partie concerne le choix du matériau de grille et de l’électrode transparente de surface pour l’observation de la photoluminescence dans le canal. L’oxyde de gallium (-Ga2O3) a été choisi car il présente un grand gap, des propriétés d’isolant et de semi-conducteur avec dopage. Cependant les films de Ga2O3 dopés avec Ti, Sn, Zn et Mg élaborés par MOCVD n’ont pas révélé de conductivité. Les films d’alliages (Ga,Sn)2O3 n’ont pas non plus montré de conductivité et leur structure est étudiée intensivement. Des traitements plasma radiofréquence sous flux d’argon, d’oxygène ou d’hydrogène ont permis de montrer que l’implantation de l’hydrogène donne lieu à un niveau donneur avec une énergie d’activation de 7 meV. La conductivité est toutefois modulée par le dopage en Sn et les traitements s’accompagnent d’un changement de la sous-stœchiométrie en oxygène qui diminue la transparence à cause de la formation de niveau profond de lacune d’oxygène. La structure finale de la grille transparente dans l’ultraviolet pour l’observation de la photoluminescence du ZnO peut donc être élaborée par une grille diélectrique de -Ga2O3 puis une électrode conductrice transparente de (Ga,Sn)2O3 traitée superficiellement par un plasma d’hydrogène
This manuscript covers the design of a field transistor for the observation of photoluminescence of the exciton and the charged excitonic complex of ZnO under the influence of an electric field. For this, simulations have helped to define the specifications of the transistor structure to block the conductivity in the ZnO channel and applying a strong electric field. The second part concerns the choice of gate material and the surface transparent electrode for the observation of photoluminescence in the channel. The gallium oxide (-Ga2O3) was chosen because it has a large gap, insulating properties and semiconductor properties with doping. However, Ga2O3 films doped with Ti, Sn, Zn and Mg MOCVD did not show conductivity. Films of alloys (Ga,Sn)2O3 have not shown either conductivity and their structure is studied intensively. Radio frequency plasma treatment under a flux of argon, oxygen or hydrogen have shown that implantation of hydrogen gives rise to a donor level with 7 meV activation energy. However, the conductivity is modulated by doping Sn and treatments are accompanied by a change of sub-stoichiometry in oxygen, which reduces the transparency due to the formation of deep level of oxygen vacancy. The final structure of the transparent gate in the ultraviolet for the observation of photoluminescence of ZnO can be prepared by a dielectric gate -Ga2O3 and a transparent conductive electrode of (Ga,Sn)2O3 surface treated by a plasma of hydrogen

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Boubanga, Tombet Stéphane Albon. "Modes plasmoniques dans les transistors à effet de champ et détection THz." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20118.

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Chicot, Gauthier. "Effet de champ dans le diamant dopé au bore." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00968699.

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Abstract:

Dans ce projet de thèse, deux voies visant l'élaboration de transistors à effet de champ en diamant ont été explorées : le delta-doping et la structure métal oxyde semi-conducteur (MOS). Plusieurs couches nanométriques delta-dopées au bore ont été épitaxiées et caractérisées par effet Hall. Un mécanisme de conduction par saut a été détecté dans les couches isolantes. Une mobilité de 3±1 cm2/Vs a été mesurée dans toutes les couches delta-dopées présentant une conduction métallique, quelque soit leur épaisseur (de 2 nm à 40 nm). Des structures MOS ont été fabriquées en utilisant de l'oxyde d'aluminium déposé par ALD (Atomic Layer Deposition) sur une surface oxygénée de diamant. Les mesures capacité tension ont montré que les régimes d'accumulation, de déplétion et de déplétion profonde pouvaient être contrôlés par la tension de grille, ouvrant ainsi la voie pour la fabrication de MOSFET en diamant.

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Lucas, Tristan. "Vers la cryoélectronique ultra sensible : étude expérimentale des caractéristiques statiques et du bruit en 1/f du HEMT à 4,2K." Paris 7, 2003. http://www.theses.fr/2003PA077246.

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Ouslimani, Achour. "Conception des circuits temporels ultra-rapides : 1, simulateur MACPRO : 2, modèle FET très grand signal : 3, réponse indicielle expérimentale d'un FET picoseconde et application à la génération d'échelon rapide grand signal." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112262.

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Abstract:

Cette thèse présente un ensemble d'approches pour la simulation, la modélisation et la caractérisation de circuits mettant en ouvre des transistors fets picosecondes. La validation de l'étude est basée sur une comparaison constante entre mesures et simulations de la réponse temporelle grand signal d'un mesfet picoseconde. L'objectif principal est la prévision précise du temps de montée et des formes d'ondes des circuits ultra-rapides en régime de commutation
This thesis presents original approaches for simulation, modeling and characterization of circuits exploiting picosecond FETs. The study is validated through a constant comparison between measurements and simulations of the large signal time domain response of a picosecond FET. The main goal is the accurate prediction of the rise time and wave shapes in ultra fast switching circuits. The study includes:1- Design of a novel time simulator MACPRO (MACromodular simulation with PROpagation) which exploits the method of characteristics and macromodeling for the treatment of propagation effects along single or coupled transmission lines (chapter I). 2- The developement of a novel large signal modeling: -a/ A FET electric model whose non linear elements are described directly with numerical 2D look-up tables as a function of the internai bias voltages of the transistor. This description is independent of analytical and mathematical expressions. B/ A novel extraction method which gives an accurate determination of the FET parameters from electric and microwave small signal characterizations. The potential of the HP8510 automatic network anlyser and of an optimization program are exploited for this method (chapter ll). Chapters III and IV present respectively the experimental strong signal step response of a picosecond FET and the generation of a large and fast signal positive step as well as the corresponding results of simulation

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Nguyen, Ngoc Lien. "Étude et réalisation de J FET GaInAs/inP pour applications microoptoélectroniques." Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112374.

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Abstract:

Ce mémoire présente l'étude et la réalisation de transistors à effet de champ à jonction sur GainAs/InP pour applications micro optoélectroniques : Des transistors ont été réalisés sur des couches épitaxiées par jets moléculaires. La jonction de grille est obtenue par diffusion thermique de Zn à travers un masque de nitrure de silicium. La technologie a été choisie afin de minimiser le courant inverse de grille et les éléments parasites du FET. Les dispositifs ont été caractérisés et leur comportement simulé en statique suivant une procédure automatisée sur microcalculateur. Des transistors montés en boitiers ont été mesurés en dynamique et leur schéma électrique équivalent identifié. Un photorécepteur PINFET a été conçu à la suite de cette modélisation, optimisant le seuil de détection.

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Da, Silva Rodrigues Bruno. "Conception et mise en œuvre d'un système matricielle de mesure du pH basé sur une structure FET à grille suspendue." Rennes 1, 2011. http://www.theses.fr/2011REN1S154.

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Abstract:

La mesure du pH par des dispositifs microélectroniques intégrés a été développée avec l'apparition des dispositifs de type ISFET (Ion Sensitive Field Effect Transistor). Ces dispositifs sont limités par la loi de Nernst à des sensibilités de 60mV/pH. Le développement des micro-technologies a permis depuis, la réalisation de capteurs de type SGFET (Suspended Gate Field Effect Transistor). Ces structures réalisées par micro-usinage de surface et procédés MOS classique permettent d'atteindre des sensibilités bien plus élevées. Après un rappel des différentes méthodes de mesure du pH et leurs principes de base, le document décrit les procédés de fabrication microélectronique des capteurs SGFET. Puis ce travail présente la conception et la mise en oeuvre d'un système automatique de mesure du pH. Ce système est basé sur des capteurs SGFET disposés sous forme de matrice. Le document expose tout d'abord les différentes options de polarisation des capteurs puis dans une seconde partie développe l'architecture du système de mesure ainsi que des premiers résultats matriciels. Le protocole de mesure présentant le plus d'avantages s'avère ici être l'echantillonnage durant quelques secondes du courant de drain à tensions de grille et de drain constantes. Cette méthode a ainsi permis d'atteindre une reproductibilité dans la sensibilité au pH et une fiabilité dans le temps qui a pu aboutir à la réalisation de mesures sur un temps très long, de l'ordre de 150 heures. La conception d'un système d'adressage et de mesure automatisé a quant à lui permis de profiter de l'apsect matriciel des capteurs pour opérer un traitement statistique des mesures et ainsi proposer un système pleinement opérationnel
PH measurement by integrated microelectronic devices has been developed with the advent of devices like ISFET ( Ion Sensitive Field Effect Transistor). These devices are limited by Nernst law at 60mV/pH of sensitivity. With the development of micro-technology, the production of sensors like SGFET (Suspended Gate Field Effect Transistor) became possible. These structures, realized by surface micromachining and conventional MOS processes, can achieve much higher sensitivity. After a review of different methods of measuring pH and their basic principles, the document describes the manufacturing processes of microelectronics sensors SGFET. Then this work deals with the design and implementation of an automated measurement of pH system. This system is based on sensors SGFET arranged in a matrix. This manuscript presents firstly the various options of sensors bias and in a second part, it develops the system architecture. Finally, first results on matrix are presented. Thus the best measurement protocol to ensure reliability and good sensitivity here is a few seconds duration sampling of the drain current with constant gate voltage and drain voltage. This method has achieved reproducibility in the pH sensitivity and reliability over time that could even lead to measures during a long time on the order of 150 hours. The design of an addressing and automated measurement systeme allowed to take advantage of this matrix aspect by making statistical treatment of measurements leading then to a fully operational system

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Vincenzi, Giancarlo. "Graphene: FET and Metal Contact Modeling. Graphène : modélisation du FET et du contact métallique." Phd thesis, Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2345/.

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Abstract:

Neuf ans sont passés depuis la découverte du graphène, tous très dense de travaux de recherche et publications que, petit à petit, ont mieux illuminé les propriétés de ce matériau extraordinaire. Avec une meilleure compréhension de ses meilleures qualités, une idée plus précise des applications que mieux pourront profiter de son use a été défini. Dispositifs à haute fréquence, comme mélangeurs et amplificateurs de puissance, et l'électronique Flexible et Transparent sont les domaines les plus prometteurs. Dans ces domaines une grande attention est dévouée à deux sujets : la réduction des dimensions des transistors à base de graphène, pour réduire le temps de propagation des porteurs de charge et atteindre des pourcentages de transport balistique toujours plus élevés ; et l'optimisation des parasites de contact. Tout les deux sont très bénéfiques pou la maximisation des figures de mérite du dispositif. En cette thèse, deux modèles ont été développés pour aborder ces sujets : le premier est dédié aux transistors quasi-balistiques de graphène de grande surface comme aussi aux transistors graphène nano-ruban. Ceci démontre la corrélation entre le transport balistique et diffusive et la longueur du dispositif, et extrait les courants DC grand signal et les transconductances. Le second reproduit la conduction à haute fréquence à travers le graphène et son impédance parasite de contact. Le dernier modèle a aussi motivé la conception et fabrication d'un test bed RF sur une technologie dédié sur plastique, fait qui permet la caractérisation RF de l'impédance de contact et de l'impédance spécifique d'interface avec du graphène monocouche accru par CVD
Nine years have passed since the discovery of graphene, all of them dense of research works and publications that, piece by piece, shed more light on the properties of this extraordinary material. With more understanding of its best qualities, a more precise prospect of the applications that would better profit from its use has been defined. High Frequency devices, like mixers and power amplifiers, and Flexible and Transparent electronics are the most promising fields. In those fields great attention is devoted to two subjects: the downscaling of the dimensions of the graphene transistor, in order to reduce the carriers travel time and attain increasingly larger fractions of ballistic electronic transport; and the optimization of the contact parasitics. Both are highly beneficial to the maximization of the device's RF Figures Of Merit. In this thesis, Two models have been developed to address such topics: the first served both the quasi-ballistic large-area graphene and graphene nanoribbon transistors. It demonstrated the correlation between ballistic and diffusive electron transport and de-vice length, and extracted the large signal DC currents and transconductances. The second reproduced the high-frequency conduction through graphene and its contact parasitics. The latter also motivated the development and fabrication of a RF test bed on a dedicated plastic technology, enabling the RF characterization of the contact impedance and of the specific interfacial impedance of monolayer CVD graphene

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Forel, Salomé. "Single wall carbon nanotube growth from bimetallic nanoparticles : a parametric study of the synthesis up to potential application in nano-electronics." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLX094/document.

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Abstract:

Ce manuscrit présente une étude expérimentale autour de la synthèse des nanotubes de carbone et de leurs possibles intégrations dans des dispositifs. Les remarquables propriétés électroniques et optiques des nanotubes en font un matériau de choix pour entre autres, la nanoélectronique. Néanmoins, l’intégration des nanotubes dans des dispositifs performants est encore aujourd’hui un défi. Cela repose principalement sur la difficulté d’obtenir de grandes quantités de nanotubes mono-paroi avec des propriétés uniformes, propriétés qui sont définies par la structure du nanotube (i.e. leur angle chiral et leur diamètre). Ainsi, réaliser des synthèses de nanotube de carbone avec un contrôle de leur structure représente un point clé pour le progrès dans ce domaine.Nous avons donc mis en place une nouvelle méthode de synthèse de nanotubes de carbone basée sur la chimie de coordination et le dépôt chimique en phase vapeur activé par filament chaud. Cette synthèse permet la conception de nombreux nouveaux catalyseurs bimétalliques pour la croissance des nanotubes de carbone. Comme le procédé mis en place est très générique, des études paramétriques peuvent être réalisées de manière à mieux comprendre l’influence des différents paramètres de la croissance sur la structure des nanotubes obtenue. Nous discuterons ici du rôle de la température et de la composition chimique du catalyseur. Les nanotubes obtenus sont principalement caractérisés par spectroscopie Raman et par microscopies électroniques.Afin de valider les observations obtenues par spectroscopie Raman, les nanotubes synthétisés ont aussi été intégrés dans des dispositifs de type transistor à effet de champ. Une analyse des performances des transistors en fonction des différents nanotubes utilisés dans le canal est présentée.Enfin, les nanotubes intégrés dans ces transistors ont été fonctionnalisés avec un chromophore de ruthénium. Nous avons montré que cette fonctionnalisation nous permet de moduler, grâce à une impulsion lumineuse, la conductivité du dispositif sur trois ordres de grandeur
This manuscript presents an experimental study around the single wall carbon nanotubes (SWCNT) synthesis and their possible integration in nanodevices. The unique electronic and optical properties of carbon nanotubes make them a choice material for various applications, particularly in nano-electronics.Nevertheless, their integration in effective devices is still a challenge. This is mainly due to the difficulty to obtain large quantity of SWCNT with uniform properties, defined by their structure (i.e. chiral angle and diameter). Therefore, structure controlled growth of SWCNTs is a key point for progress in this field.Here, we established a new synthesis approach based on coordination chemistry and hot-filament chemical vapor deposition. This approach allows the design of various bimetallic catalyst nanoparticles for the SWCNT growth. As the synthesis process is generic, parametric study can be performed in order to better understand the influence of the various parameters on the structure of the as-grown SWCNTs. In particular, we will discuss the role of the growth temperature and the chemical composition of the catalyst on the final SWCNTs structure. The obtained SWCNTs are mainly characterized by Raman spectroscopy and electronic microscopy.In order to validate the observations performed by Raman measurement, the synthesized SWCNTs have been also integrated in field effect transistors (FET) devices. An analysis of the performance of the FET-device as a function of the SWCNTs used in its channel will be presented.Finally, SWCNTs integrated in these transistors have been functionalized with an inorganic chromophore of ruthenium.We demonstrate that the functionalization of the SWCNTs leads to a three order of magnitude reversible switch of the device conductivity triggered by visible light

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Ritzenthaler, Romain. "Architectures avancées des transistors FinFETS : réalisation, caractérisation et modélisation." Grenoble INPG, 2006. http://www.theses.fr/2006INPG0156.

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Abstract:

La réduction des dimensions des transistors pour les prochains nœuds technologiques soulève des problèmes technologiques de plus en plus difficiles à surmonter. De nouvelles architectures dites « multigrilles » sont proposées afin de pouvoir poursuivre la miniaturisation. Parmi ces dispositifs, les transistors verticaux FinFETs sur SOI (Silicium-sur-isolant) sont de prometteurs candidats. Dans cette étude de thèse, des transistors FinFETs ont été fabriqués jusqu'à une longueur de grille de 10 nm. Les transistors montrent d'excellentes performances, en particulier en ce qui concerne le contrôle des effets de canaux courts. Nous proposons également une étude des effets électrostatiques spécifiques intervenant dans ce type de dispositifs. Les effets de coins et les couplages de la face arrière et du drain à travers l'oxyde enterré sont ainsi mis en lumière. II est montré que les effets de coins sont négligeables si le dopage est faible et que les couplages à travers l'oxyde enterré sont écrantés pour des dispositifs étroits. Ceci rend les structures FinFETs attractives pour la miniaturisation des circuits intégrés MOS. Les propriétés de transport dans les canaux verticaux et horizontaux sont également mises en lumière. Nous montrons et discutons l'effet du changement de plan et d'orientation cristalline ainsi que l'impact des contraintes mécaniques
The dimensions downscaling for the next nodes of the microelectronics industry is handicapped by technological problems more and more difficult to overcome. Multigate MOS architectures have been proposed to continue further the downscaling. Among them, vertical FinFET structures on SOI (Silicon-on-insulator) are promising candidates. During this PhD, FinFET transistors with gate length down to 10 nm were processed. These transistors exhibit excellent performance, especially in term of short-channel effects control. A detailed investigation of the specific electrostatic effects in FinFET-like devices was performed. It is shown that the corner effect is small if the body remains undoped and that the coupling from the back-gate and drain through the buried oxide is screened for narrow devices. This makes the FinFETs attractive for applications in CMOS advanced integrated circuits. Transport properties in the vertical channels were also investigated. The effect of crystallographic axis and surfaces is discussed, as well as the impact of the mechanical strain

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Chevalier, Florian. "Conception, fabrication et caractérisation de transistors à effet de champ haute tension en carbure de silicium et de leur diode associée." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01016687.

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Abstract:

Dans le contexte des transports plus électriques, les parties mécaniques tendent à être remplacées par leurs équivalents électriques plus petits. Ainsi, le composant lui-même doit supporter un environnement plus sévère et de lourdes contraintes (haute tension, haute température). Les composants silicium deviennent alors inappropriés. Depuis la commercialisation des premières diodes Schottky en 2001, le carbure de silicium est le matériau reconnu mondialement pour la fabrication de dispositifs haute tension avec une forte intégration. Sa large bande d'énergie interdite et son fort champ électrique critique permettent la conception de transistors à effet de champ avec jonction (JFET) pour les hautes tensions ainsi que les diodes associées. Les structures étudiées dépendent de nombreux paramètres, et doivent ainsi être optimisées. L'influence d'un paramètre ne pouvant être isolée, des méthodes mathématiques ont été appelées pour trouver la valeur optimale. Ceci a conduit à la mise en place d'un critère d'optimisation. Ainsi, les deux grands types de structures de JFET verticaux ont pu être analysés finement. D'une part, la recherche d'une structure atteignant les tensions les plus élevées possible a conduit à l'élaboration d'un procédé de fabrication complexe. D'autre part, un souci de simplification et de stabilisation des procédés de fabrication a permis le développement d'un composant plus simple, mais avec une limite en tension un peu plus modeste.

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Diaz, llorente Carlos. "Caractérisation de transistors à effet tunnel fabriqués par un processus basse température et des architectures innovantes de TFETs pour l’intégration 3D." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT096/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l’étude de transistor à effet tunnel (TFET) en FDSOI à géométries planaire et triple grille/nanofils. Nous rapportons pour la première fois des TFETs fabriqués par un processus basse température (600°C), qui est identique à celui utilisé pour l’intégration monolithique 3D. La méthode “Dual IDVDS” confirme que ces TFETs fonctionnent par effet tunnel et non pas par effet Schottky. Les résultats des mesures électriques montrent que l’abaissement de la température de fabrication de 1050°C (HT) à 600°C (LT) ne dégrade pas les propriétés des TFETs. Néanmoins, les dispositifs réalisés à basse température montrent un courant de drain et de fuite plus élevés et une tension de seuil différente par rapport aux HT TFETs. Ces phénomènes ne peuvent pas être expliqués par le mécanisme d’effet tunnel. Le courant de pompage de charges révèle une densité d’états d’interface plus grande à l’interface oxide/Si pour les dispositifs LT que dans les TFETs HT pour les zones actives étroites. Par ailleurs, une analyse de bruit basse fréquence permet de mieux comprendre la nature des pièges dans les TFETs LT et HT. Dans les TFETs réalisés à basse température nous avons mis en évidence une concentration en défauts non uniforme à l’interface oxide/Si et à la jonction tunnel qui cause un effet tunnel assisté par piège (TAT). Ce courant TAT est responsable de la dégradation de la pente sous seuil. Ce résultat montre la direction à suivre pour optimiser ces structures, à savoir une épitaxie de très haute qualité et une optimisation fine des jonctions. Finalement, nous avons proposé de nouvelles architectures innovatrices de transistors à effet tunnel. L’étude de simulation TCAD montre que l’extension de la jonction tunnel dans le canal augmente la surface de la région qui engendre le courant BTBT. Une fine couche dopée avec une dose ultra-haute en bore pourrait permettre l’obtention à la fois d’une pente sous le seuil faible et un fort courant ON pour le TFET
This thesis presents a study of FDSOI Tunnel FETs (TFETs) from planar to trigate/nanowire structures. For the first time we report functional “Low-Temperature” (LT) TFETs fabricated with low-thermal budget (630°C) process flow, specifically designed for top tier devices in 3D sequential integration. “Dual IDVDS” method confirms that these devices are real TFETs and not Schottky FETs. Electrical characterization shows that LT TFETs performance is comparable with “High-Temperature” (HT) TFETs (1050°C). However, LT TFETs exhibit ON-current enhancement, OFF-current degradation and VTH shift with respect to HT TFETs that cannot be explained via BTBT mechanism. Charge pumping measurements reveal a higher defect density at the top silicon/oxide interface for geometries with narrow widths in LT than HT TFETs. In addition, low-frequency noise analyses shed some light on the nature of these defects. In LT TFETs, we determined a non-uniform distribution of defects at the top surface and also at the tunneling junction that causes trap-assisted tunneling (TAT). TAT is responsible of the current generation that degrades the subthreshold swing. This indicates the tight requirements for quality epitaxy growth and junction optimization in TFETs. Finally, we proposed novel TFET architectures. TCAD study shows that the extension of the source into the body region provides vertical BTBT and a larger tunneling surface. Ultra-thin heavily doped boron layers could allow the possibility to obtain simultaneously a good ON-current and sub-thermal subthreshold slope in TFETs

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Jäger, Axel. "Recherche d'un transistor supraconducteur à effet de champ pour la photodétection." Grenoble INPG, 1993. http://www.theses.fr/1993INPG0146.

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Abstract:

Cette these presente le procede de realisation et la caracterisation de transistors supraconducteurs a effet de champ electrique dont les canaux sont formes d'une multicouche (comportant une ou plusieurs bi-couches d'ybacuo(3 nm)/prbacuo(3 nm)) et sont recouverts par une couche dielectrique de sio#2 et par une electrode de grille en or. Pour ce faire, un groupe de depot par pulverisation equipe de cathodes magnetron planes et creuses a ete installe et mis au point. L'optimisation des parametres de depot d'ybacuo et de prbacuo a permis d'elaborer des films tres minces (d'epaisseur aussi fine que le parametre de maille (1,2 nm)) de qualite epitaxiale sur des substrats de mgo (250 m). L'etude de films de mgo et de sio#2 a ete realisee dans le but d'elaborer des dielectriques compatibles avec les films ultra-minces d'ybacuo. La maitrise du procede de depot de films de sio#2 a permis de realiser et de caracteriser des transistors a effet de champ, possedant un canal forme d'un nombre de couches variable. Les mesures statiques effectuees sur des canaux de 1 mm1,5 mm revelent des effets de champ sur la resistance (dr/r) de 10 a 50% en fonction de la temperature. De plus, il est demontre dans ce travail, que l'effet de champ provoque des variations du courant critique de l'ordre de 8%. Les mesures dynamiques realisees avec des transistors ayant des canaux de dimensions plus etroites (50 m60 m) sont presentees en accord avec des modeles developpes. Les frequences de coupure et les gains deduits de ces mesures sont suffisamment eleves pour envisager la realisation de transistors pour differentes applications. Les transistors elabores jusqu'a present peuvent etre utilises pour la realisation d'amplificateurs a basse frequence (quelques khz). Les mesures de detection optique, sous champ electrique, ont montre des effets de transfert de charge et une sensibilite optique elevee, qui rendent possible la realisation d'un phototransistor supraconducteur. Ce nouveau principe de photodetecteur repose sur la grande sensibilite des transistors a effet de champ aux variations du nombre de porteurs (piegeage, depiegeage) dans le canal. Ces variations peuvent etre induites par une irradiation optique. Ainsi, on a pu mesurer des temps de reponse optique rapides (1<1 s) et des sensibilites superieures a celles obtenues avec des films supraconducteurs ybacuo sans application de champ

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Raulin, Jean-Yves. "Transistor à effet de champ à forte transconductance emploi de GalnAs/InP /." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37600663x.

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Raulin, Jean-Yves. "Transistor à effet de champ à forte transconductance : emploi de GainAs/InP." Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112363.

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Abstract:

Les circuits optoélectroniques employés pour les communications par fibres optiques sont constitués d’un laser à semi-conducteur et de son système de commande dont la cellule élémentaire est le transistor à effet de champ. Un effort considérable a été consacré avec succès à l’étude des lasers sur substrat en Phosphure d’Indium (leur longueur d’onde d’émission correspond au minimum d’absorption des fibres optiques). Les exigences d’une intégration monolithique supposent la réalisation d’un transistor à effet de champ sur ce même substrat. Parmi les matériaux de même paramètre cristallin que l’InP, GaInAs a l’avantage de permettre des vitesses électroniques extrêmement élevées, aussi bien à faible qu’à fort champ. L’objet de ce travail aura été de montrer qu’il est possible d’obtenir avec GaInAs un transistor aux performances supérieures à celles de son équivalent en Arséniure de Callium, et ce malgré l’impossibilité de déposer sur le ternaire un contact Schottky satisfaisant. Les couches semi-conductrices ont été élaborées par épitaxie en phase vapeur suivant la méthode dite des organométalliques ; une optimisation des conditions opératoires et une étude des dopants sont présentées. L’ouverture du canal est contrôlée par une jonction PN. Celle-ci est fabriquée par une méthode originale et bien maîtrisée de gravure chimique à base de solutions acides. Elle permet de définir une longueur de grille d’un demi-micron. La mesure des performances du transistor a fait ressortie une transconductance de 260 mS/mm ; c’est là un nouveau record mondial.

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Videlier, Hadley. "Détection Térahertz par transistor à effet de champ à base de Silicium." Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20241.

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Abstract:

Ce travail expérimental traite de la détection de radiations Térahertz (THz) par des transistors à base de silicium. Après avoir exposé le contexte de l'étude et les bases théoriques des modèles nécessaires à la compréhension du sujet, le manuscrit débute par une comparaison des transistors de haute mobilité électronique (HEMTs à base de matériaux III-V), aux transistors à base de silicium (Si-MOSFETs). Cette étude permet une meilleure compréhension du mécanisme physique responsable de la détection de radiations THz par les transistors à effet de champ de manière générale. La seconde partie de ce travail est consacrée à l'étude théorique et expérimentale de la longueur critique du canal Lc, liée à la distance d'amortissement des ondes de plasma et à partir de laquelle le signal de détection sature. Par ailleurs, le signal de détection THz de différents types de Si-MOSFETs a été étudié en fonction du champ magnétique, de la température et de la fréquence de l'onde THz incidente. Des raies inattendues et extrêmement marquées sont observées, jusqu'à la température ambiante, dans le signal de détection et dans la résistance du canal en champ magnétique. Celles-ci semblent être liées à une résonance de spin de facteur gyromagnétique égal à 2. L'allure générale du signal THz en champ magnétique est également discutée. Enfin, l'une des premières générations de détecteurs optimisés pour le THz et conçue dans le cadre d'un partenariat avec le CEA-LETI est présentée. Il s'agit notamment d'une matrice de pixels composés de Si-MOSFETs connectés à des antennes adaptées, à des amplificateurs de signaux, et à une première ébauche de circuit de lecture. La sensibilité, la puissance équivalent bruit (NEP) et la polarisation de ces détecteurs, est également étudiée en fonction de la fréquence incidente. Les résultats de cette étude mettent en exergue le potentiel de ces transistors nanométriques à base de Silicium entant que détecteur dans un système d'imagerie THz performant à température ambiante
The experimental study reported here, deals with Therahertz (THz) radiation detection with silicon based transistors. After a brief overview of the context and the basics of the theory necessary to understand the subject, the report starts with a comparison betwen high mobility transistors (HEMTs based on III-V technolgies), and silicon transistors (Si-MOSFETs). This study allows a better understanding of the physical phenomenom responsible for THz radiation detection with field effect transistors in general. The second part is focalized on theoretical and experimental study of the critical chanel length (Lc), correlated to the distance of the plasma waves damping, from which the detection signal saturates. Beside, this THz detection signal, from diffrent kind of Si-MOSFETs, has been studied in magnetic field, in temperature, and in the frequency of the incomming radiation. Very pronounced and odd peaks are observed and studied, up to the ambiant temperature, inside the THz signal and the resistance of the MOS submited to magnetic field. These peaks seems to be linked by some way to a spin resonnance with a gyromagnetic factor of 2. The global tendancy of the evolution of the signal in magnetic field is also studied. Finally, one of the first generation of THz optimized detectors, develloped in partnership with CEA-LETI, is presented. Indeed, matrixes of pixels, composed of Si-MOSFETs connected to specific antennas, integrated amplifiers, and a basic reading circuit are studied. Sensitivity, noise equivalent power (NEP), polarization, of these detectors are caracterized. This study demonstrates the whole potential of these silicon based transistors as efficient THz imagery detectors for room temperature

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Manseau, Anthoni. "Génération d’états comprimés du champ électromagnétique micro-onde à l’aide d’un transistor à effet de champ commercial." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/10538.

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Abstract:

La lumière comprimée est un état du champ électromagnétique pour lequel le bruit, mesuré selon une certaine quadrature est inférieur au bruit du vide. Dans cet ouvrage, nous étudions la possibilité de générer de la lumière micro-onde à partir d’un transistor à effet de champ commercial. D’une part, nous observons le bruit de grenaille du canal drain-source à basse fréquence, ce qui suggère que le canal est cohérent. Ensuite, nous exploitons cette cohérence et procédons à une expérience standard de compression par le bruit de grenaille. D’autre part, nous prédisons, à l’aide d’un modèle simple, la possibilité de comprimer le bruit par modulation de la résistance du canal drain-source pour des mesures de bruit à hautes fréquences. Nous concluons en proposant une mise en œuvre de cette méthode.

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Kergoat, Loïc. "Organic transistor-Based DNA sensors." Paris 7, 2010. http://www.theses.fr/2010PA077220.

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Abstract:

Ce travail de thèse consiste en l'utilisation de transistors organiques comme biocapteurs à ADN ne nécessitant ni marquage ni ajout de réactifs. La première approche concernait l'utilisation d'OECT. Malgré l'utilisation de deux méthodes de fonctionnalisation, aucune modification de la réponse du transistor n'a été enregistrée. La deuxième approche fut d'utiliser la configuration EGOFET. Le P3HT et le rubrène furent étudiés en utilisant de l'eau comme électrolyte. Les deux matériaux ont montré une réponse typique d’un canal de type-p fonctionnant en accumulation et cela à une très faible tension (moins de 1V). La simplicité de cette structure la rend appréciable pour tester de nouveaux (semi-conducteurs organiques. Par la suite, des mélanges P3HT/PMMA ont été étudiés et les performances des transistors améliorées. La modification des performances est attribuée à la séparation latérale de phases, révélée par les mesures topographiques par AFM. Finalement, cette configuration a été utilisée pour la détection de l'ADN. Un dérivé du P3HT ayant des groupements carboxyliques pour greffer l'ADN, a été utilisé. Le greffage de l'ADN modifie fortement le comportement du transistor. L'encombrement stérique des brins d'ADN diminue la pénétration des ions dans le polymère. De plus, les charges négatives de l'ADN ; déplacent la tension de grille minimale vers les potentiels négatifs. L'utilisation d'un électrolyte concentré inhibe la réponse du transistor lors de l'hybridation. En réduisant cette concentration, cet effet d'écrantage disparaît et une diminution du courant off est observée. Plusieurs expériences restent cependant nécessaires pour comprendre le principe de transduction
This PhD work deals with the use of organic transistors for the development of reagentless and label-free DNA biosensors. First OECTs made of PEDOT:PSS were used and two DNA immobilization methods were successfully performed. Nevertheless, both approaches did not show any modification in the OECT behavior upon DNAhybridization. In a second step, EGOFET configuration was investigated. P3HT and rubrene were studied using water as electrolyte. Both semiconductors showed typical p-type channel behavior ope- rating in accumulation mode at very low voltage (below 1V). The simplicity and readiness of its production reveals a helpful tool for rapid testing of new organic semiconductors. Then PMMA twas blend to P3HT, resulting in improved electrical performance and stability of devices made lof pure P3HT. Topographic investigations by AFM carried out on blends with various PMMA to P3HT ratio reveal a lateral phase separation of the two components. | Finally, this configuration was used for DNA detection. A derivative of P3HT, with carboxylic I acid moieties for DNA grafting was used. Upon probe DNA immobilization, a clear change in the transistor behavior is observed. The off current decreases because of the steric hindrance of DNA strands, blocking ion penetration into the semiconductor bulk. The minimum gate voltage is shifted towards negative voltages because of the negative charges of DNA. Response of the EGOFET upon hybridization is quenched in high ionic concentration solution. This screening effect vanishes when reducing the ion concentration, resulting in an off current drop jupon hybridization. Several experiments have to be performed to fully understand the transduction mechanism

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Versnaeyen, Christophe. "Étude théorique et experimentale du transistor à effet de champ à hétérojonction AlGaAs/GaAs." Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10074.

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Brouzet, Virginie. "Réalisation et étude des propriétés électriques d'un transistor à effet tunnel 'T-FET' à nanofil Si/SiGe." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT120/document.

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Abstract:

La demande d’objets connectés dans notre société est très importante, au vu du marché florissant des smartphones. Ces nouveaux objets technologiques ont pour avantage de regrouper plusieurs fonctions en un seul objet ultra compact. Cette diversité est possible grâce à l’avènement des systèmes-sur-puce (SoC, System-on-Chip) et à la miniaturisation extrême des composants. Les SoC s’intègrent dans l’approche « More than Moore » et demande une superficie importante des puces. Celle-ci peut-être réduite par l’utilisation d’une autre approche appelée « More Moore » qui fut largement utilisée ces dernières années pour miniaturiser la taille des transistors. Cependant cette approche tend vers ses limites physiques puisque la réduction drastique de la taille des MOSFETs (« Metal Oxide Semicondutor Field Effect Transistor ») ne pourra pas être poursuivie à long terme. En outre, les transistors de taille réduite présentent des effets parasites, liés aux effets de canaux courts et à une mauvaise dissipation de la chaleur dégagée lors du fonctionnement des MOSFETs miniaturisés. Les effets de canaux courts peuvent-être minimisés grâce à de nouvelles architectures, telles que l’utilisation de nanofils, qui permettent d’obtenir une grille totalement enrobante du canal. Mais le problème de la puissance de consommation reste un frein pour le passage au prochain nœud technologique et pour l’augmentation des fonctions dans les appareils nomades. En effet, la puissance de consommation des MOSFETs ne fait qu’augmenter à chaque nouvelle génération, ce qui est en partie dû à l’accroissement des pertes énergétiques induites par la puissance statique de ces transistors. Pour diminuer celle-ci, la communauté scientifique a proposée plusieurs solutions, dont une des plus prometteuses est le transistor à effet tunnel (TFET). Car ce dispositif est peu sensible aux effets de canaux courts, et il peut fonctionner à de faibles tensions de drain et avoir un inverse de pente sous le seuil inférieur à 60mV/dec. L’objectif de la thèse est donc de fabriquer et de caractériser des transistors à effet tunnel à base de nanofil unique en silicium et silicium germanium. Nous présenterons la croissance et l’intégration des nanofils p-i-n en TFET. Puis nous avons étudié l’influence de certains paramètres sur les performances de ces transistors, et en particulier, l’effet du niveau de dopage de la source et du contrôle électrostatique de la grille sera discuté. Ensuite, l’augmentation des performances des TFETs sera montrée grâce à l’utilisation de semiconducteur à petit gap. En effet, nous insérons du germanium dans la matrice de silicium pour en diminuer le gap et garder un matériau compatible avec les techniques de fabrication de l’industrie de la microélectronique. Un modèle de simulation du courant tunnel bande à bande a été réalisé, se basant sur le modèle de Klaassen. Les mesures électriques des dispositifs seront comparées aux résultats obtenus par la simulation, afin d’extraire le paramètre B de la transition tunnel pour chacun des matériaux utilisés. Enfin nous présenterons les améliorations possibles des performances par une intégration verticale des nanofils
The connected objects demand in our society is very important , given the successfull smartphone market. These newtechnological objects have the advantage to combine several functions in one ultra compact object. This diversity is possibledue to the advent of system-on-chip (SoC) and the components scaling down. The SoCs are into the More than Mooreapproach and require a large chips area, which can be reduced by the use of "More Moore" approach which was widelyused in recent years to scale down the transistors. However, this approach tends to physical limitations since the drasticscaling down of the MOSFETs ("Metal Oxide Field Efect Transistor Semicondutor") can not be continued in the future. Inaddition, the nanoŰMOSFET have parasitic efects, related to short-channel efects and a low heating dissipation. Theshort channel efects can be minimized thanks to new architectures, such as the use of nanowires, which enable a gate allaround of the channel. But the power consumption problem still drag on the transition to the next technology node and theaddition of new functions in mobile devices. Indeed, the MOSFETŠs consumed power increases with each new generation,which is mainly due to the static power increase of these transistors. To reduce it, the scientiĄc community has proposedseveral solutions, and one of the most promising is a tunnel efect transistor (TFET). Because this device exhibit lessshort-channel efects compared to the conventional MOSFET, it can operate at low drain voltages and their subthresholdslope could be lower than 60 mV/dec. The thesis aims are to fabricate and characterize tunneling transistors based onsingle silicon nanowire and silicon germanium. We will present the growth and integration of pŰiŰn nanowires TFET. Thenwe investigated the inĆuence of some parameters on the electrical performance of these transistors, in particular, the efectof the source doping level and the electrostatic gate control will be discussed. In the next part, the increase of TFETsperformance will be shown thanks to the small band-gap semiconductor use. Indeed, we insert germanium in the silicon dieto reduce the bandgap and keep a material compatible with the CMOS manufacturing. A band to band tunneling modelwas used to calculate the device current, based on the model Klaassen. Electrical measurements will be compared to thesimulated results, in order to extract the B parameter of tunnel transition for each materials used. Finally we will presentthe possible performance improvements thanks to the vertical nanowires integration

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Dubuc, Christian. "Réalisation d'un transistor à effet de champ à grille isolée sur arséniure de gallium." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1996. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/mq21748.pdf.

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Bournel, Arnaud. "Etude theorique et dimensionnement d'un transistor a effet de champ a rotation de spin." Paris 11, 1999. http://www.theses.fr/1999PA112008.

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Abstract:

Ce memoire est consacre a l'etude theorique d'une structure originale de transistor a effet de champ, le transistor a rotation de spin ou spin-fet. Il s'agit d'un transistor de type hemt dans lequel les zones fortement dopees de source et drain sont remplacees par des contacts ferromagnetiques. Le contact de source joue le role de polariseur de spin pour les electrons injectes dans le canal de conduction du transistor et le contact de drain celui d'analyseur de spin pour ceux parvenus en fin de canal. Le courant de drain varie ainsi avec les orientations relatives du spin des electrons en fin de canal et de l'aimantation du contact de drain. Or, il est possible de controler, grace a la tension de grille, non seulement la densite de porteurs dans le canal mais aussi la rotation de spin des electrons au cours de leur transport dans le semiconducteur. La commande du courant dans un spin-fet est donc a la fois electrique et magnetique. Dans le premier chapitre, nous rappelons les concepts de base de l'electronique de spin et presentons les structures realisees dans ce domaine. Le deuxieme chapitre est consacre au transport polarise en spin dans les heterostructures semiconductrices iii-v. Apres avoir passe en revue les differents phenomenes agissant sur le spin dans ces structures et en avoir compare les influences respectives, nous presentons le modele que nous avons developpe pour etudier le transport en spin polarise dans le canal d'un hemt. L'etude du spin-fet fait l'objet du troisieme chapitre. Nous exposons d'abord les resultats concernant l'aspect transport polarise en spin, resultats issus du modele presente precedemment. Ces resultats nous permettent d'apprehender l'importance des proprietes des contacts ferromagnetique/semiconducteur pour les performances du spin-fet. Nous terminons ce chapitre par quelques reflexions sur le type de contact envisageable et presentons l'approche que nous developpons actuellement pour les modeliser.

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Le, Gall Jérémy. "Transistor organique à effet de champ à grille électrolytique pour le suivi d’organismes photosynthétiques." Thesis, Université de Paris (2019-....), 2020. http://www.theses.fr/2020UNIP7024.

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Abstract:

Ces dernières années, les progrès de la microfabrication ont rendu accessibles aux laboratoires publics des technologies permettant la réalisation, à relativement faible coût, de dispositifs électroniques, que ce soit dans le domaine des diodes électroluminescentes, des dispositifs photovoltaïques ou des transistors. Par ailleurs, en parallèle des transistors à effet de champ classiques (MOSFET), ont été développées des architectures novatrices, telles que les transistors organiques électrochimiques (OECT) ou, plus récemment encore, les transistors organiques à effet de champ à grille électrolytique (EGOFET). Les OECT sont aujourd’hui très étudiés, notamment pour le suivi de cultures cellulaires. Les EGOFET, qui pourtant travaillent également en milieu aqueux, n’ont jusqu’à maintenant jamais été décrits pour de telles applications. Ces transistors semblent pourtant parfaitement adaptés pour le suivi de culture cellulaire puisqu’ils permettent aussi l’utilisation d’un milieu de culture cellulaire en contact direct avec les parties actives du transistor.- Pour pouvoir effectuer le suivi chimique d’une culture cellulaire, nous proposons ici un suivi direct de la concentration en O2 dissous dans l’électrolyte d’un transistor EGOFET, au travers de son électroréduction sur l’électrode de grille. Ces résultats nous ont permis de suivre l’activité photosynthétique de différents organismes en mesurant les variations du courant de drain des EGOFET. En effet, durant la photosynthèse, ces organismes produisent de l’O2 qui, en se réduisant sur la grille, fait chuter l’effet de champ ressenti au niveau du semi-conducteur organique. Il s’ensuit une variation forte (car amplifiée par effet transistor) du courant de drain, qui permet de suivre la respiration cellulaire. Comme première optimisation de ce dispositif original, nous avons fonctionnalisé l’électrode de grille par les organismes photosynthétiques (ici, dans un hydrogel d’alginate) pour pouvoir détecter des polluants organiques ou métaux lourds. Des perspectives applicables sont également les transistors au graphène en développement au laboratoire
Progresses in microfabrication have made leading-edge technologies available to public laboratories. This has enabled the development of electronic devices in the field of light-emitting diode, photovoltaic cells or even transistors, at relatively small costs. Furthermore, simultaneously to classical field-effect transistors (MOSFET), innovative technologies have been developed, such as organic electrochemical transistor (OECT) or, more recently, electrolyte-gated organic field-effect transistors (EGOFET). While OECTs have been extensively studied for cell culture monitoring, EGOFETs have never been described for that kind of application, despite these transistors being seemingly perfect. Indeed, their possibility of being gated with cell culture medium in direct contact with active parts of the transistor make them ideal for the monitoring of cell cultures.To be able to chemically monitor cell culture, we propose to directly follow in situ dissolved O2 concentration in the electrolyte of an EGOFET, through its electroreduction on the gate electrode. These results allowed us to monitor photosynthetic activity of two different kinds of organisms by measuring EGOFETs’ drain current variations. Indeed, during diurnal step, photosynthetic organisms produce O2 that, by being reduced on the gate, bring down field effect sensed on the organic semiconductor. A strong drain current variation follows (amplified by transistor effect), allowing us to monitor cellular respiration. As first optimisation of the innovative device, we functionalised the gate electrode with photosynthetic organisms, using an alginate hydrogel, to be able to detect organic pollutants or heavy metals. These results lead to new perspectives being developed at the present time using graphene instead of organic semi-conductor

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Valin, Isabelle. "Simulation microscopique et technologie de réalisation du transistor à effet de champ à base de GaAs." Lille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LIL10166.

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Nadar, Salman. "Tansistors à effet de champ à base de GaAs et de GaN pour l'imagerie THz." Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20174.

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Abstract:

Les dernières années montrent des nombreuses applications de la spectroscopie Teraheretz (THz) dans le domaine de sécurité postale, contrôle de la qualité, médecine et biologie. Après les premières expériences de l'imagerie avec un seul élément / détecteur, l'étape suivante est l'utilisation de matrices de détecteurs. Par conséquent, la nécessité de détecteurs THz sensibles, très rapides, opérant à température ambiante et intégrable facilement en matrice est devenue crucial. Les transistors à effet de champ semblaient être les candidats les plus appropriés pour la construction du première matrice pour l'imagerie THz. Ce travail présente les études des transistors à effet de champ à base de GaAs et GaN en vue de leur application comme imageurs THz. Dans la première partie, nous présentons les études de FET à base de GaAs sur une plage de fréquence très large (0,25 _2.54 THz). Nous étudions également les moyens d'accroître leur sensibilité et d'optimiser leurs puissance équivalente de bruit. Dans la deuxième partie nous étudions les transistors à base de GaN. Ce matériau , avec un grand bande interdite, pourrait être un candidat potentiel comme imageur THz travaillant à des températures élevées et / ou dans des environnements difficiles. Leur sensibilité a été étudiée en fonction de différents paramètres physiques, tels que la tension de grille, la longueur de grille, le courant de fuite de grille, la température et la direction de polarisation du rayonnement THz incidente. Nous avons étudié également l'influence de l'application de courant de drain. Les comportements observés ont été interprété / compris en utilisant des simulations numériques basées sur les modèles théoriques existants. Enfin, nous avons étudié des transistors à base de GaAs avec une structure de couplage spécifique réseaux de grille périodiques. La présence de la structure périodique permet d'améliorer le couplage entre l'onde THz incidente et le transistor. Une estimation théorique de la longueur caractéristique de détection, combinée à des calculs de l'intensité des champs THz locaux ont été utilisés pour interpréter nos résultats expérimentaux. Un bon accord avec le modèle théorique a été obtenue montrant que la détection a lieu principalement dans les zones appauvri du canal
Last years clearly show many emerging applications of Teraheretz spectroscopy in postal and airport security, quality control, medicine and biology. After first demonstrations of imaging with a single element/detector the evident next step is use of detector matrixes. Therefore , the need for sensitive, rapid, room temperature operating, and easily integrable THz detectors became critical. Field effect transistors appeared to be the most suitable candidates for building the first matrixes focal plane arrays. This work presents the studies of different GaAs and GaN based field effect transistors in view of they application in Terahertz imagers. In the first part we present the studies of GaAs based FETs over a very wide frequency range (0.25 _2.54 THz). We study also the ways to increase their sensitivity and optimize their Noise Equivalent Power. In the second part we study the transistors based on GaN technology. This wide gap material can be a potential candidate for Terahertz imagers working at elevated temperatures or/and harsh environments. Their sensitivity has been studied as a function of various physical parameters, such as the gate voltage, gate length, the gate leakage current, temperature and direction of polarization of the incident THz radiation. We studied also the influence of a drain current. The observed behaviour was interpreted/understood using numerical simulations based on existing theoretical models. Finally, we studied GaAs based transistors with a specific coupling structure - periodic double-granting gate. The presence of periodic structure allows to improve the coupling between incident THz wave and a transistor. A theoretical estimate of the characteristic length of detection, combined with calculations of the intensity of THz local fields were used to interpret our experimental results. Good agreement with theoretical model was obtained showing that the detection takes place mainly in depleted portions of the channel

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Giraudet, Louis. "Transistor à effet de champ en GaInAs : apport des hétérojonctions AlGaInAs-GaInAs dans les caractéristiques de fonctionnement." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112015.

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Abstract:

Ce travail s'articule suivant deux axes : - l'étude des propriétés de transport des électrons dans le canal du transistor, pour laquelle a été développée une méthode originale de mesure d'effet hall différentiel sur biseau. Cette étude a conduit a l'emploi de couches tampons en algainas pour séparer le canal du substrat inp semi-isolant. - la réalisation de transistors à effet de champ utilisant un contact de grille métal semi-conducteur. L'obtention de très faibles courants de fuite nécessite l'emploi d'une barrière en alinas entre la grille métallique et le canal en gainas. Les transistors a transconductance élevée (200 ms/mm pour une longueur de grille de 1 mu m) présentent des fréquences de coupures élevées (206 hz)
GainAs Field Effect Transistors: improvements of the transistor behaviour with AIGalnAs/GalnAs heterojunctions. This work includes two parts:-a study of the electron transport properties in the FET channel: for that purpose, an original differential Hall method has been developed. This study led to the incorporation of AIGalnAs buffer layers in order to avoid the proximity of the semi-insulating inP substrate. - the fabrication of field effect transistors using a metal semiconductor gate contact. Ln order to obtain very low gate leakage currents, a thin AllnAs barrier layer has been added in between the gate metal and the GainAs channel layer. High transconductances - 200 mS/mm for 1 micron gate length - have been measured. Moreover, MAG cutoff frequency above 35 Ghz were obtained

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Revelant, Alberto. "Modélisation, simulation et caractérisation de dispositifs TFET pour l'électronique à basse puissance." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT022.

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Abstract:

Dans les dernières années, beaucoup de travail a été consacré par l’industrie électronique pour réduire la consommation d’énergie des composants micro-électroniques qui représente un fardeau important dans la spécification des nouveaux systèmes.Afin de réduire la consommation d’énergie, nombreuses stratégies peuvent être adoptées au niveau des systèmes micro-électroniques et des simples dispositifs nano-électroniques. Récemmentle Transistor Tunnel `a effet de champ (Tunnel-FET) s’est imposé comme un candidat possible pour remplacer les dispositifs MOSFET conventionnels pour applications de tr`es basse puissance à des tensions d’alimentation VDD < 0.5V. Nous présentons un modèle Multi-Subband Monte Carlo modifié (MSMC) qui a été adapté pour la simulation de TFET Ultra Thin Body Fully Depleted Seminconductor on Insulator (FDSOIUTB) avec homo- et hétéro-jonctions et des matériaux semi-conducteurs arbitraires. Nous prenons en considération la quantification de la charge avec une correction quantique heuristique mais précise, validée via des modèles quantiques complets et des résultats expérimentaux.Le modèle MSMC a été utilisé pour simuler et évaluer la performance de FD-SOI TFET sidéealisées avec homo- et hétéro-jonction en Si, alliages SiGe ou composés InGaAs. Dans la deuxième partie de l’activité de doctorat un travail de caractérisation à basse températurea été réalisé sur les TFETs en Si et SiGe homo- et hétéro-jonction fabriqués par le centre de recherche français du CEA -LETI. L’objectif est d’estimer la présence de l’effet Tunnel comme principal mécanisme d’injection et la contribution d’autres mécanismes d’injection comme le Trap Assisted Tunneling
In the last years a significant effort has been spent by the microelectronic industry to reducethe chip power consumption of the electronic systems since the latter is becoming a majorlimitation to CMOS technology scaling.Many strategies can be adopted to reduce the power consumption. They range from thesystem to the electron device level. In the last years Tunnel Field Effect Transistors (TFET)have imposed as possible candidate devices for replacing the convential MOSFET in ultra lowpower application at supply voltages VDD < 0.5V. TFET operation is based on a Band-to-BandTunneling (BtBT) mechanism of carrier injection in the channel and they represent a disruptiverevolutionary device concept.This thesis investigates TFET modeling and simulation, a very challenging topic becauseof the difficulties in modeling BtBT accurately. We present a modified Multi Subband MonteCarlo (MSMC) that has been adapted for the simulation of Planar Ultra Thin Body (UTB)Fully Depleted Semiconductor on Insulator (FD-ScOI) homo- and hetero-junction TFET implementedwith arbitrary semiconductor materials. The model accounts for carrier quantizationwith a heuristic but accurate quantum correction validated by means of comparison with fullquantum model and experimental results.The MSMC model has been used to simulate and assess the performance of idealized homoandhetero-junction TFETs implemented in Si, SiGe alloys or InGaAs compounds.In the second part of the thesis we discuss the characterization of TFETs at low temperature.Si and SiGe homo- and hetero-junction TFETs fabricated by CEA-LETI (Grenoble,France) are considered with the objective to identify the possible presence of alternative injectionmechanisms such as Trap Assisted Tunneling
Negli ultimi anni uno sforzo significativo `e stato speso dall’industria microelettronica per ridurreil consumo di potenza da parte dei sistemi microelettronici. Esso infatti sta diventando unadelle limitazioni pi`u significative per lo scaling geometrico della tecnologia CMOS.Diverse strategie possono essere adottate per ridurre il consumo di potenza considerando ilsistema microelettronico nella sua totalit`a e scendendo fino a giungere all’ottimizzazione delsingolo dispositivo nano-elettronico. Negli ultimi anni il transistore Tunnel FET (TFET) si`e imposto come un possibile candidato per rimpiazzare, in applicazioni a consumo di potenzaestremamente basso con tensioni di alimentazione inferiori a 0.5V, i transistori convenzionaliMOSFET. Il funzionamento del TFET si basa sul meccanismo di iniezione purament quantisticodel Tunneling da banda a banda (BtBT) e che dovrebbe permettere una significativa riduzionedella potenza dissipata. Il BtBT nei dispositivi convenzionali `e un effetto parassita, nel TFETinvece esso `e utilizzato per poter ottenere significativi miglioramenti delle performance sottosogliae pertanto esso rappresenta una nuova concezione di dispositivo molto innovativa erivoluzionaria.Questa tesi analizza la modellizazione e la simulazione del TFET. Questi sono argomenti moltocomplessi vista la difficolt`a che si hanno nel modellare accuratamente il BtBT. In questo lavoroviene presentata una versione modificata del modello di trasporto Multi Subband Monte Carlo(MSMC) adattato per la simulazione di dispositivi TFET planari Ultra Thin Body Fully DepletedSilicon on Insulator (UTB FD-SOI), implementati con un canale composto da un unicosemiconduttore (omogiunzione) o con differenti materiali semiconduttori (eterogiunzione). Ilmodello proposto tiene il conto l’effetto di quantizzazione dovuto al confinamento dei portatoridi carica, con un’euristico ma accurato sistema di correzione. Tale modello `e stato poivalidato tramite una comparazione con altri modelli completamente quantistici e con risultatisperimentali.Superata la fase di validazione il modello MSMC `e utilizzato per simulare e verificare le performancedi dispositivi TFET implementati come omo o eterogiunzione in Silicio, leghe SiGe,o composti semiconduttori InGaAs.Nella seconda parte della tesi viene illustrato un lavoro di caratterizazione di TFET planari abassa temperatura (fino a 77K). Sono stati misurati dispositivi in Si e SiGe a omo o eterogiuzioneprodotti nella camera bianca del centro di ricerca francese CEA-LETI di Grenoble. Tramite talimisure `e stato possibile identificare la probabile presenza di meccanismi di iniezione alternativial BtBT come il Tunneling assistito da trappole (TAT) dimostrando come questo effetto `e,con ogni probabilit`a, la causa delle scarse performance in sottosoglia dei dispositivi TFETsperimentali a temperatura ambiente

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Baghdad, Abdennaceur. "Étude expérimentale du transistor à effet de champ microondes dans des conditions très faible bruit et basses températures." Lille 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LIL10142.

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Abstract:

L'objectif de la thèse était d'étudier les propriétés et caractéristiques des transistors à effet de champ microondes dans le cadre d'applications à l'amplification très faible bruit et en très basses températures. Une grande partie de ce travail avait des implications directes dans le domaine spatial. Cette étude a nécessité la mise au point d'une technologie particulière pour la mesure de très faible facteur de bruit en microonde et en particulier dans deux cas spécifiques: − dans la bande des 800 MHz-1 GHz; − en bande X et KU et en régime basse température (77 K). Elle a abouti à des résultats nouveaux et originaux: − d'une part dans la bande des 1 GHz, il a été montré pour la première fois que le «plancher» de bruit pouvait être d'un niveau très inférieur aux prédictions et que dans cette gamme le bruit de diffusion était prédominant; − d'autre part, en régime basse température, les améliorations des performances en terme de fréquence de coupure et de facteurs de bruit ont pu être corrélées étroitement aux caractéristiques technologiques des composants, en particulier des transistors à hétérojonctions. Des améliorations considérables et des facteurs de bruit très faibles (0,25 dB à 13 GHz) ont pu être observés

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Fallahi, Mahmoud. "Intégration hétérogène d'un détecteur N-CdTe à un transistor à effet de champ GaAlAs/GaAs." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37613502c.

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Faure, Bruce. "Développement des méthodes de microfabrication d'un transistor à effet de champ avec modulation de dopage." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 2001.

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Fallahi, Mahmoud. "Intégration hétérogène d'un détecteur N-CdTe à un transistor à effet de champ GaAlAs/GaAs." Toulouse 3, 1988. http://www.theses.fr/1988TOU30188.

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Abstract:

On realise sur un meme substrat gaas semi isolant des dispositifs comportant un photoconducteur interdigite cdte et un transistor fet gaalas/gaas pour montrer la faisabilite des circuits heterogenes. On developpe un modele de simulation pour concevoir les masques et analyser les caracteristiques du circuit. Pour realiser le transistor, on utilise la technique d'epitaxie en phase liquide. La croissance de la couche detectrice est obtenue par la methode de transport en phase vapeur a courte distance. On montre la compatibilite thermique et technologique de l'integration. Presentation, etude et caracterisation des dispositifs realises

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Faure, Bruce. "Développement des méthodes de microfabrication d'un transistor à effet de champ avec modulation de dopage." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2001. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1155.

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Abstract:

Au coeur des technologies de communication de demain, les circuits micro-ondes (de 2,8 GHz à 30 GHz) et millimétriques (au-delà de 30 GHz) pour les télécommunications sans fil sont un sujet de recherche très actif en ce début de millénaire. Le fleuron de la technologie, actuellement disponible, est les circuits MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit). Grâce à une intégration poussée de composants fonctionnant à très haute fréquence, ces circuits atteignent des performances inégalées en matière de fréquence de fonctionnement. Comme tout domaine de l'électronique, la réalisation de ces circuits ainsi que des composants discrets constituant ces derniers, représente un des principaux défis à relever pour soutenir le développement de cette technologie. Le projet suivant s'inscrit dans le cadre de cet axe de recherche. L'objectif principal est le développement des méthodes de microfabrication d'un transistor pseudomorphique à électrons de mobilité élevée (P-HEMT) ainsi que de composants passifs utiles pour la réalisation de circuits à partir de ce transistor, à partir d'un substrat de GaAs avec un gaz d'électrons bidimensionnel épitaxié."--Résumé abrégé par UMI.

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Morvan, Marjorie. "Etude des transistors à effet de champ organiques : réalisation d'OFETs ambipolaires et étude des mécanismes d'injection dans les OFETs verticaux." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30175.

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Abstract:

L'utilisation de Transistors à Effet de Champ Organiques (OFETs) est de plus en plus attractive grâce à la possibilité de production de composants plus légers, fabriqués à un moindre coût et sur des substrats flexibles. Le fait de pouvoir coupler une fonction émission de lumière à une fonction transistor rend son utilisation d'autant plus intéressante. C'est le cas des applications d'affichage, où les pixels sont réalisés par une technologie de matrice active à diodes électroluminescentes organiques (AMOLED). Le fait d'avoir un OFET électroluminescent permet de combiner un OFET avec une diode électroluminescente organique (OLED) et donc de simplifier la conception, les étapes de fabrication ainsi que d'augmenter la durée de vie des pixels. Durant cette thèse, l'étude et la fabrication des OFETs émetteurs de lumière ont été menés selon deux approches. La première est basée sur l'étude d'OFETs ambipolaires à base de N,N'-ditridecyl-3,4,9,10-perylenetetracarboxylic diimide (PTCDI-C13), un semi-conducteur de type-n, et de pentacène, un semi-conducteur de type-p, ce qui constitue une première étape à l'obtention d'OFET électroluminescent. La fabrication et la caractérisation de ces OFETs ambipolaires ont été réalisées pour la première fois dans l'équipe de recherche du laboratoire. Une étude de leur structure a été menée pour trouver les paramètres idéaux à l'obtention d'un transport de charges équilibré. La structure optimisée est une structure bicouche avec une épaisseur de pentacène de 8 nm et une épaisseur de PTCDI-C13 de 20 nm. L'ajout d'une couche émettrice entre les deux semi-conducteurs n'a pas permis d'obtenir une émission de lumière à cause du piégeage de charges trop important. Cependant, ce travail a ouvert de nouvelles perspectives pour les futurs travaux sur les OFETs ambipolaires. La deuxième approche pour étudier les OFETs émetteurs de lumière est plus innovante grâce au changement de la structure des transistors organiques classiques par une structure verticale. Cette structure présente l'avantage de pouvoir intégrer facilement une structure OLED et d'avoir une émission de lumière homogène sur une grande surface. Le principe de fonctionnement est totalement différent des OFETs classiques : ici, la modulation du courant ne se fait plus par un contrôle de la conductivité dans un canal semi-conducteur, mais par un contrôle de l'injection de charges au niveau de l'électrode source. L'étude de cette structure a permis d'obtenir des transistors organiques lumineux. Ensuite, l'étude des mécanismes d'injection de charges a permis de mieux comprendre le fonctionnement de ces transistors. Plusieurs matériaux ont été testés en tant qu'électrode source : l'or, l'argent, l'aluminium et l'ITO (Indium Tin Oxyde). Cela a permis de déterminer le mécanisme d'injection mis en jeu, soit l'injection de charges par la modulation de l'effet tunnel grâce à la courbure de bande induite par l'effet de grille dans la couche semi-conductrice proche de l'interface. Il a également été identifié que la qualité de l'interface électrode source/semi-conducteur joue un rôle majeur puisqu'une mauvaise qualité d'interface entraîne une diminution drastique des performances
Organic Field Effect Transistors (OFETs) is increasingly attractive thanks to the possibility of producing lighter components at lower cost and on flexible substrates. Being able to couple a light emission function to a transistor function makes its use more interesting. This is the case with display applications, where the pixels are produced by an active matrix technology of organic light-emitting diodes (AMOLED). Having a light-emitting OFET makes possible to combine an OFET with an organic light-emitting diode (OLED) and thus simplifying the design, the manufacturing steps as well as increasing the lifetime of pixels. During this thesis, the study and manufacture of light-emitting OFETs were carried out using two approaches. The first one is based on the study of ambipolar OFETs based on N, N'-ditridecyl-3,4,9,10-perylenetetracarboxylic diimide (PTCDI-C13), an n-type semiconductor, and pentacene, a p-type semiconductor. This study constitutes the first step in obtaining electroluminescent OFETs. The fabrication and characterization of these ambipolar OFETs were performed for the first time in the laboratory's research team. A study of their structure was carried out to find the ideal parameters to obtain a balanced charge transport. The optimized structure is a bilayer structure with a pentacene thickness of 8 nm and a PTCDI-C13 thickness of 20 nm. The addition of an emitting layer between the two semiconductors failed to achieve light emission due to excessive charges trapping. However, this study has opened up new perspectives for future work on ambipolar OFETs. The second approach to study light-emitting OFETs is more innovative thanks to the change of the structure from a classic planar structure to a vertical one. This structure has the advantage of being able to easily integrate an OLED structure and has a homogeneous light emission over a large area. The operating principle is totally different from conventional OFETs: here, the current modulation is no longer done by controlling the conductivity in a semiconductor channel, but by controlling the injection of charges at the source electrode. The study of this structure made it possible to obtain luminous organic transistors. Then, the study of charge injection mechanisms allowed us to understand more deeply the operating principe of these transistors. Several materials have been tested as the source electrode: gold, silver, aluminum and ITO (Indium Tin Oxide). This study allowed us to determine the injection mechanism involved, namely the injection of charges by the modulation of the tunnel effect thanks to the band bending induced by the gate effect in the semiconductor layer close to the interface. It has also been identified that the quality of the source electrode/semiconductor interface plays a major role since poor interface quality leads to a drastic decrease in performance

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Macabies, Romain. "Proprietes et stabilite de l’interface isolant-pentacene dans les transistors organiques a effet de champ." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2011. http://www.theses.fr/2011EMSE0628/document.

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Abstract:

Le développement des transistors organiques, ces dernières années, a permis une nette amélioration de leurs performances et de leur stabilité. Ceci a été possible, notamment, grâce à une meilleure compréhension des mécanismes régissant le transport de charges dans ces dispositifs. Cependant, certains phénomènes restent encore à éclaircir, en particulier au niveau de l’interface entre le semi-conducteur et le diélectrique. Le piégeage des porteurs de charges qui est une des principales causes de perturbations du transport de charges dans les transistors organiques, en est un. Cette thèse se propose donc, d’étudier ce phénomène dans des transistors à base de pentacène.Les groupements polaires, et plus particulièrement les groupements hydroxyles, présents à l’interface entre l’isolant et le semi-conducteur, sont les principaux responsables du piégeage des porteurs de charges dans les transistors organiques. Afin de limiter leur présence, une technologie basée sur l’emploi d’une couche interfaciale diélectrique passivante, pauvre en groupements hydroxyles, à base de fluorure de calcium, a été mise en place. L’influence de cette couche sur le comportement de transistors à base de pentacène a été étudiée, de même que le vieillissement de ces dispositifs sous différentes conditions de stockage (sous vide et à l’air) et sous contrainte électrique.Ainsi, il a été mis en évidence qu’une couche de fluorure de calcium d’une épaisseur trop importante (de l’ordre de 5 nm) modifie la morphologie de la couche de pentacène, ce qui se traduit par une quasi-disparition du transport de charges dans le pentacène en configuration de transistor à effet de champ. Les études de vieillissement ont montré que sous l’effet de la couche interfaciale de CaF2, même d’une très fine épaisseur (de quelques nanomètres), une quantité plus importante d’humidité est présente dans la couche de pentacène, probablement à cause de la nature hygroscopique du fluorure de calcium
These recent years, Organic Field-Effect Transistor (OFET) development has significantly improved it performances and it stability. This was made possible, through a better understanding of the mechanisms governing charge transport in these devices. However, some phenomena remain unclear, in particular, at the interface between the semiconductor and the dielectric. Charge carrier trapping which is one of the main causes of charge transport disturbance in organic transistors, is one of them. So, this work aims to investigate such phenomena in pentacene-based transistors.Polar groups and particularly, hydroxyl groups, located at the insulator-semiconductor interface, are the main sources of charge carriers trapping in OFET. To prevent their presence, an OFET fabrication technology based on a passivating dielectric, poor of hydroxyl groups, calcium fluoride-based interfacial layer has been developed. Effect of this layer on pentacene-based transistors operation has been studied, as well as these devices aging under different storage atmosphere (in vacuum and in air) and under electrical stress.Thus, it has been highlighted that an interfacial layer of calcium fluoride with a too high thickness (around 5 nm) changes pentacene layer morphology which results in a quasi-disappearance of charge transport in pentacene in OFET configuration. Aging studies showed that under the effect of CaF2 interfacial layer, even with a very thin thickness (a few nanometers), a greater quantity of moisture is induced in pentacene layer probably due to the hygroscopic nature of calcium fluoride

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Belache, Areski. "Etude des propriétés physiques et performances potentielles en basses températures du transistor à effet de champ à haute mobilité électronique AlGaAs/GaAs." Lille 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LIL10037.

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Abstract:

Mise en œuvre d'un modèle de simulation pseudo-bidimensionnelle au transistor a mobilité électronique élevée (HEMT) à grille submicronique permettant de prévoir ses performances potentielles à la température de l'azote liquide.

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Niu, Shiqin. "Conception, optimisation et caractérisation d’un transistor à effet de champ haute tension en Carbure de Silicium." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI136/document.

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Abstract:

La thèse intitulée "Conception, caractérisation et optimisation d’un transistor à effet de champ haute tension en Carbure de Silicium (SiC) et de leur diode associée", s’est déroulée au sein du laboratoire AMPERE sous la direction du Prof. D. PLANSON. Des premiers démonstrateurs de JFET ont été réalisés. Le blocage du JFET n'est pas efficace, ceci étant lié aux difficultés de réalisation technologique. Le premier travail a consisté en leur caractérisation précise puis en leur simulation, en tenant compte des erreurs de processus de fabrication. Ensuite, un nouveau masque a été dessiné en tenant en compte des problèmes technologiques identifiés. Les performances électriques de la nouvelle génération du composant ont ainsi démontré une amélioration importante au niveau de la tenue en tension. Dans le même temps, de nouveaux problèmes se sont révélés, qu’il sera nécessaire de résoudre dans le cadre de travaux futurs. Par ailleurs, les aspects de tenue en court-circuit des JFETs en SiC commercialement disponibles ont été étudiés finement. Les simulations électrothermiques par TCAD ont révélé les modes de défaillances. Ceci a permis d'établir finalement des modèles physiques valables pour les JFETs en SiC
Silicon carbide (SiC) has higher critical electric field for breakdown and lower intrinsic carrier concentration than silicon, which are very attractive for high power and high temperature power electric applications. In this thesis, a new 3.3kV/20A SiC-4H JFET is designed and fabricated for motor drive (330kW). This breakdown voltage is beyond the state of art of the commercial unipolar SiC devices. The first characterization shows that the breakdown voltage is lower (2.5kV) than its theoretical value. Also the on-state resistance is more important than expected. By means of finite element simulation the origins of the failure are identified and then verified by optical analysis. Hence, a new layout is designed followed by a new generation of SiC-4H JFET is fabricated. Test results show the 3.3kV JFET is developed successfully. Meanwhile, the electro-thermal mechanism in the SiC JFETs under short circuit is studied by means of TCAD simulation. The commercial 1200V SIT (USCi) and LV-JFET (Infineon) are used as sample. A hotspot inside the structures is observed. And the impact the bulk thickness and the canal doping on the short circuit capability of the devices are shown. The physical models validated by this study will be used on our 3.3kV once it is packaged

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Dumas, Jean-Michel. "Contribution à l'étude des mécanismes de dégradation du transistor à effet de champ sur arseniure de gallium." Grenoble : ANRT, 1985. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37594714n.

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Clément, Michel. "Conception, optimisation et réalisation de mélangeurs hyperfréquences à transistor à effet de champ en arséniure de gallium." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37596767q.

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Giraudet, Louis. "Transistor à effet de champ en GalnAs apport des hétérojonctions AlGalnAs/GalnAs dans les caractéristiques de fonctionnement /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37613933r.

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CLEMENT, MICHEL. "Conception, optimisation et realisation de melangeurs hyperfrequences a transistor a effet de champ en arseniure de gallium." Toulouse 3, 1986. http://www.theses.fr/1986TOU30065.

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Abstract:

Simulation du fonctionnement a l'aide du progiciel astac iii. Analyse de deux configurations de melangeurs de reception a t. E. C. Gaas a grille unique et submicronique. Mise en evidence d'un gain de conversion pour chaque configuration dans la gomme de frequence de detection de television par satellite (12 ghz)

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Amrouche, Faïza. "Analyse, conception et réalisation de mélangeurs micro-ondes faible bruit à transistor à effet de champ HEMT." Poitiers, 2004. http://www.theses.fr/2004POIT2350.

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Abstract:

Les systèmes de communications micro-ondes connaissent actuellement un formidable essor. Un rôle clé est dévolu, tant en émission qu'en réception, aux mélangeurs qui servent à transposer le signal utile véhiculant l'information. Les travaux effectués dans ce mémoire portent sur l'étude du bruit non-linéaire dans les mélangeurs. L'objectif principal est la réduction du facteur de bruit. Pour cela, une première approche a été faite par l'élaboration d'une formulation analytique pour le calcul du facteur de bruit. En seconde approche, un modèle non-linéaire de bruit a été implanté sur le simulateur d'équilibrage harmonique et une méthode de simulation a été proposée. Des caractérisations fines de transistors ont été effectuées pour l'extraction du schéma équivalent. Deux circuits hybrides ont été réalisés : le premier avec une optimisation en gain, le second optimisé en bruit. Une réduction de 4 dB sur le facteur de bruit a été observée pour un mélangeur fonctionnant en bande X
In the communication systems, the mixer is an essential element as well with the level of the emission (Up-converter), as on the level of the reception (Down-converter). The principal objective of this work is to reduce the noise figure in the microwaves mixers. For that, an analytic expression is developed to predict the noise performance of the gate mixers. In second approach, a non-linear model of noise was established and implanted in the harmonic balance simulator. The simulation method is also proposed. The measured non-linear elements of equivalent model are interpolated to provide a description of the HEMT's nonlinearitie. Two HEMT gate mixers for X band applications have been designed. The configuration of the first one enables a high conversion gain. The second one is designed to reduce the noise figure. It is shown that the noise figure is reduced of 4 dB in the low noise mixer circuit. Good agreement is obtained between simulated, calculated and experimental noise figure

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Macabies, Romain. "Proprietes et stabilite de l'interface isolant-pentacene dans les transistors organiques a effet de champ." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00740173.

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Abstract:

Le développement des transistors organiques, ces dernières années, a permis une nette amélioration de leurs performances et de leur stabilité. Ceci a été possible, notamment, grâce à une meilleure compréhension des mécanismes régissant le transport de charges dans ces dispositifs. Cependant, certains phénomènes restent encore à éclaircir, en particulier au niveau de l'interface entre le semi-conducteur et le diélectrique. Le piégeage des porteurs de charges qui est une des principales causes de perturbations du transport de charges dans les transistors organiques, en est un. Cette thèse se propose donc, d'étudier ce phénomène dans des transistors à base de pentacène.Les groupements polaires, et plus particulièrement les groupements hydroxyles, présents à l'interface entre l'isolant et le semi-conducteur, sont les principaux responsables du piégeage des porteurs de charges dans les transistors organiques. Afin de limiter leur présence, une technologie basée sur l'emploi d'une couche interfaciale diélectrique passivante, pauvre en groupements hydroxyles, à base de fluorure de calcium, a été mise en place. L'influence de cette couche sur le comportement de transistors à base de pentacène a été étudiée, de même que le vieillissement de ces dispositifs sous différentes conditions de stockage (sous vide et à l'air) et sous contrainte électrique.Ainsi, il a été mis en évidence qu'une couche de fluorure de calcium d'une épaisseur trop importante (de l'ordre de 5 nm) modifie la morphologie de la couche de pentacène, ce qui se traduit par une quasi-disparition du transport de charges dans le pentacène en configuration de transistor à effet de champ. Les études de vieillissement ont montré que sous l'effet de la couche interfaciale de CaF2, même d'une très fine épaisseur (de quelques nanomètres), une quantité plus importante d'humidité est présente dans la couche de pentacène, probablement à cause de la nature hygroscopique du fluorure de calcium.

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Pouységur, Michel. "Effets de surface et bruits en exces dans le transistor a effet de champ sur arseniure de gallium." Toulouse 3, 1987. http://www.theses.fr/1987TOU30093.

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Abstract:

Un nouveau modele du bruit en exces basse-frequence dans les structures gaas est presente dans ce memoire. Il est base sur l'etude precise du comportement electrique de la zone interelectrodes des composants. Il prend en compte deux phenomenes distincts propres a cette region et qui agissent en particulier sur le bruit de fond electrique. La prise en compte simultanee de ces deux phenomenes permet de rendre compte avec precision de certains comportements du bruit basse-frequence jusqu'alors inexpliques dans les structures gaas. Il s'agit en particulier du bruit en 1/f**(3/2) communement mesure sur des composants de technologie avancee. La validite du modele est verifiee par de nombreuses experiences et mesures realisees sur plusieurs types de composants. Une etroite correlation est mise en evidence entre les caracteristiques de la surface des composants et leur comportement en bruit. Ce modele permet egalement de definir diverses ameliorations technologiques susceptibles dans l'avenir de minimiser le bruit de fond electrique basse-frequence des composants gaas

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Piel, Jean-Philippe. "Caracterisation de structures mis par methodes electriques et par ellipsometrie spectroscopique : application au transistor a effet de champ sur inp." Caen, 1987. http://www.theses.fr/1987CAEN2031.

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Abstract:

On caracterise a l'aide de deux techniques plusieurs types de depots d'isolants (sio::(2) et si::(3)n::(4)) sur inp susceptibles de l'integrer dans la technologie du transistor a effet champ a grille isolee. On evalue, par la mesure de l'admittance des structures mis, le profil de densite d'etats d'interface par la methode de la conductance de nicollian et goetzberger. La seconde methode, par ellipsometrie spectroscopique consiste a etudier la reponse optique de la structure isolant-semiconducteur soumis a un faisceau lumineux polarise rectilignement. On decrit en detail l'ensemble des corrections a apporter aux mesures brutes afin de tenir compte des limitations de l'instrument. Les spectres experimentaux sont interpretes a l'aide d'un modele multicouche

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Picard, Cyrille. "Utilisation des transistors MOS à effet de champ de type COTS en environnement radiatif ionisant." Metz, 2000. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2000/Picard.Cyrille.SMZ0040.pdf.

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Abstract:

Bien que spécifiques, les environnements radiatifs sont variés et représentent des investissements considérables. L'électronique, et en particulier la technologie MOS, est sensible aux radiations. Quoi que non dédiés aux environnements hostiles, les composants COTS, sont de plus en plus utilisés afin de réduire les coûts. Afin d'obtenir l'assurance de leur tenue à la dose, des tests sont nécessaires mais ajoutent un coût non négligeable. L'étude est consacrée à l'amélioration de la caractérisation et de l'utilisation des MOSFETs en environnement radiatif. Les méthodes de caractérisations thermiques permettent de déterminer la dynamique de dépiégeage des charges et conduisent aux niveaux énergétiques des pièges. L'étude théorique montre qu'un raisonnement sur une énergie d'activation moyenne conduisait à sous estimer celle-ci ainsi que le facteur de fréquence. Une simulation basée sur plusieurs énergies d'activation proches permet un meilleur ajustement avec les résultats expérimentaux. Différents traitements tels que l'implantation ionique, le stress électrique et même une pré-irradiation, ont été testés pour améliorer la tenue des composants COTS à la dose. La technique de pré-irradiation consiste à modifier certains paramètres électriques par irradiation ou stress électrique et impose une adaptation du système. La méthode du stress électrique utilise la forte création d'états d'interface qui intervient au bout d'une certaine durée de stress. Celle-ci entraîne une augmentation de la tension de seuil et permet de retarder la perte de fonctionnalité du composant lors de l'irradiation. Les équivalences observées entre les effets d'un stress électrique positif et ceux d'une irradiation ont conduit à la mise au point d'une méthode de sélection par stress électrique des composants pour l'environnement radiatif. Le stress électrique permet une réduction des coûts, un gain de temps et améliore la caractérisation d'un lot en mettant en évidence les problèmes de dispersion.

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Piel, Jean-Philippe. "Caractérisation de structures M.I.S. par méthodes électriques et par ellipsométrie spectroscopique application au transistor à effet de champ /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37608870p.

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Pouységur, Michel. "Effets de surface et bruits en excès dans le transistor à effet de champ sur arseniure de gallium." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37609012j.

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Gautier-Levine, Astrid. "Etude des effets parasites du transistor à effet de champ à hétérojonction et canal dopé (HFET) sur InP." Limoges, 1998. http://www.theses.fr/1998LIMO0003.

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Abstract:

Les besoins croissants hauts debits de transmission en telecommunication optique, ainsi que la grande complexite de distribution des reseaux, necessitent l'utilisation de materiaux tres performants dans la fabrication des composants electroniques de plus en plus rapides. Le materiau inp et ses derives conduisent a des performances electriques records parmi les composants utilises en micro-electronique. Des progres sont encore possibles si les effets parasites observes peuvent etre reduits lors de la fabrication de ces dispositifs. Dans ce travail, l'accent est mis sur les effets parasites. En particulier : l'effet coude (kink), l'effet de retard de grille gate lag, le retard sur le drain drain lag, la dispersion en frequence de la transconductance et de la conductance de sortie, le courant de fuite, et le bruit sont analyses. Par le biais de la caracterisation des composants, il est possible de mieux comprendre le lien entre la deterioration des performances electriques et les effets parasites, et donc de proposer des elements de solution aux epitaxieurs et aux technologues. Une comparaison est faite entre transistors hfet a canal simple et double en inp ou gainas/inp, avec pour fil directeur : les pieges de surface et d'interface. Un modele simple permet le passage de la simulation a la mesure. Les pieges sont la source premiere de drain lag et de dispersion en frequence de la conductance de sortie. Suivant le materiau utilise et suivant le point de fonctionnement nominal, les pieges sont modelises soit par une simple cellule rc ou par une cellule rc associee a une source de courant pour tenir compte de la composante ionisation par impact. Les comportements lies aux pieges sont differents selon le materiau et la geometrie du composant.

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Filippozzi, Jean-Luc. "Modélisation et intégration d'un détecteur infrarouge associant un photoconducteur HgCdTe à un transistor à effet de champ GaAs." Toulouse 3, 1991. http://www.theses.fr/1991TOU30068.

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Abstract:

Ce memoire presente les resultats d'une modelisation et d'une etude de faisabilite technologique d'un photorecepteur integrant un detecteur hgcdte a un transistor a effet de champ gaas. La modelisation vise la definition de certaines regles d'optimisation des parametres technologiques et electriques, directement utilisables lors de la phase de conception du dispositif. Les principales caracteristiques etudiees sont d'une part, le facteur de bruit et le rapport de la transconductance sur le carre de la capacite pour le transistor et d'autre part, le rendement quantique, la reponse spectrale et la detectivite du photoconducteur. La simulation du photorecepteur montre que le transistor contribue a augmenter la reponse du photoconducteur et ceci pour une faible perte en detectivite. Le principe technologique retenu est celui de l'association entre une epitaxie localisee de hgcdte sur gaas et l'elaboration d'un transistor a effet de champ gaas a grille semi-conductrice gaalas. A l'issu du travail de technologie, il apparait que la difficulte majeure de compatibilite se situe au niveau de la planeite de surface du hgcdte. Les resultats des caracterisations electriques des transistors sont satisfaisants, mais ceux des photoconducteurs montrent que les couches de hgcdte sont encore tres perturbees. De toute evidence, aussi bien au niveau technologique que sur le plan des performances electriques et optiques, la resolution des problemes passera par la maitrise de la qualite des interfaces a l'epitaxie localisee de hgcdte sur substrat gaas

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Dissertations / Theses on the topic 'Transistor à effet de champ (FET)'

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