Note ABES Report de technologie SOI-CMOS sur substrat flexible : une approche convergente vers les hautes fréquences et la stabilité des performances sous déformation mécanique Very high frequency, mechanically flexible and performance stable integrated electronics based on SOI-CMOS transfer bonding on plastic substrates Électronique flexible 621.381 528 Circuits imprimés souples Technologie silicium sur isolant MOS complémentaires Transistors MOSFET Ondes millimétriques Amplificateurs faible bruit Déformations (mécanique) Contraintes (mécanique) Le développement de nombreuses applications nomades, souples, déformables et sur de larges surfaces nécessite la réalisation de circuits mécaniquement flexibles, intégrant des capacités d‘interaction avec l‘environnement, de communication et de traitement de signal. Une part importante de ces applications provient actuellement de l‘industrie de l‘électronique organique, ou intègre des films semiconducteurs à forte mobilité sur des substrats plastiques afin d‘atteindre de meilleures performances. La combinaison de hautes performances électroniques (ondes millimétriques, faible bruit), et d‘une bonne flexibilité mécanique avec la stabilité des propriétés électroniques lors de déformations représente un des grands défis de l‘électronique future. Lors de ces travaux, une procédure d‘amincissement puis de transfert sur un film plastique des composants CMOS initiallement réalisés conventionnellement sur des tranches SOI (silicium sur isolant) a été développée. Cette solution permet la réalisation de transistors MOS flexibles et performants : possédant des fréquences caractéristiques fT/fmax de 150/160GHz et des performances en bruit NFmin/Ga de 0.57/17.8dB. De plus, positionner le plan neutre de l‘ensemble au niveau de la couche active du transistor permet de réduire les variations de propriétés électroniques à 5% même lors de déformations agressives. La réalisation de composants souples, performants et stable a ainsi été démontrée. The ability to realize flexible circuits integrating sensing, signal processing, and communicating capabilities is of central importance for the development of numerous nomadic applications requiring foldable, stretchable and large area electronics. A large number of these applications currently rely on organic electronics, or integrate high mobility active films on plastic foils to provide higher performance. A key challenge is however to combine high electrical performance (i.e. millimeter wave, low noise electronics), with the mechanical flexibility required to conform to curvilinear surfaces, in addition to high stability of these electrical performance upon deformation. In this work, a solution has been developed, based on thinning and transfer onto plastic foil of high frequency (HF) CMOS devices initially processed on conventional silicon-on-insulator (SOI) wafers. This transfer process first enables the fabrication of high performance electronics on plastic, with n-MOSFETs featuring characteristic frequencies fT/fmax as high as 150/160GHz in addition to low noise potentialities: NFmin/Ga of 0.57/17.8dB. Secondly, by locating the neutral plane of the flexible system in its active layer, the relative variation of these high frequency figures-of-merit can be limited to 5% even after aggressive bending, demonstrating flexibility, high performance and stability. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 27835071 application/pdf https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDSPI/2013/50376-2013-Lecavelier.pdf https://theses.fr/2013LIL10058/abes Lecavelier des Etangs-Levallois Aurélien Lecavelier des Etangs-Levallois 1986-07-07 FR 17571780X https://theses.fr/2013LIL10058 2013LIL10058 https://doi.org/10.70675/9343ae59zca89z4a44zbf1az8d0a7a16ab76 2013-03-21 Micro et nanotechnologies, acoustique et télécommunications Lille 1 026404184 Doctorat Docteur es non oui Dubois Emmanuel MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 134290291 École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille ; 1992-2021) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 147297028 Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 138736421 ddc:620 Dubois Emmanuel École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Lille) Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (1992-....) PDF 27835071