• Langue : Français
• Discipline : Micro et nanotechnologies, acoustique et télécommunications
• Identifiant : 2013LIL10058
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 21/03/2013

Résumé en langue originale

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.

Résumé traduit

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.