Academic literature on the topic 'Fiabilité RF'

Les facteurs de personnalité associés au génocide ont été étudiés à partir des Rorschach de simples soldats Nazis danois qui ont été évalués à l’occasion des procès pour crime de guerre à Copenhague en 1946. L’échantillon comprend 165 citoyens danois qui ont collaboré avec les Nazis pendant l’occupation du Danemark et de 22 officiers allemands. Les protocoles de Rorschach ont été cotés selon le Système Intégré ( Exner, 1993 ). La fiabilité de la cotation s’établit à 80% et plus d’accord inter-correcteurs pour toutes les catégories. En raison des défauts de l’enquête dans la plupart des protocoles, les critères de cotation pour les couleurs, l’estompage et la dimension formelle furent modifiés, et la somme pondérée des cotations spéciales ne fut pas calculée ( Ritzler & Nalenik, 1990 ). Avant de procéder à l’analyse des données, nous avons fait l’hypothèse que nous allions trouver trois profils basés sur des facteurs de personnalité antérieurement suggérés en rapport avec le génocide: 1) Banalité ( Arendt, 1963 ); 2) obéissance aveugle à l’autorité ( Milgram, 1963 ; 1974 ); et 3) Sadisme psychopathique ( Miale & Slezer, 1975 ). Les normes du Système Intégré ont été utilisées comme données comparatives en l’absence d’échantillon non-Nazi plus approprié. Le profil “Banalité” fut opérationnalisé dans le Système Intégré en terme de simplicité de la personnalité et manque de ressort: Lambda > 0,99, Coping Deficit Index (CDI) > 3, Zd < –3, et différences significatives dans l’utilisation des Détails Courants (élevée), Fréquence des scores Z (basse) et Persévérations (élevées). Le profile “obéissance aveugle à l’autorité” comprend le besoin de structure externe, la conventionnalité et une pensée rigide: EB ambiéquaux, X+% > 85, P > 7, et une disproportion significative dans le rapport entre mouvements actifs et passifs (un de plus que le double de l’autre). Le profile “Sadisme Psychopathique” comprend des indicateurs de manque d’empathie, comportement primitif, affect relativement peu modulé, narcissisme, et agressivité: peu de contenus humains, DQv > 1, DQ + < 6, CF+C > FC+1, Fr+rF > 1, Space > 2, AG > 2, MOR > 2, et S–% > 41. La comparaison des Nazis danois avec les normes du Système Intégré semble confirmer le profile “Banalité: plus grande fréquence de Lambda > 0,99 et de CDI > 3, plus de Détails Courants et de Persévérations, et moins de scores Z. Zd fut la seule variable à ne pas présenter de différence significative. L’analyse des composantes du CDI montre que le résultat est dû à un manque d’empathie et de sentiments positifs envers les autres (i. e., EA bas, peu de COP, p > a+1, et faible nombre de H étaient significatifs), et non à un manque d’engagement (i. e., peu d’AG, faible WSumC, Afr bas et Indice d’Isolation élevé n’étaient pas significatifs). Le profil ”Obéissance aveugle à l’autorité“ ne fut pas confirmé sur les variables de conventionnalité ou de rigidité (i. e., X+%, P et le rapport a/p ne sont pas significatifs). Toutefois, on a trouvé beaucoup plus de EB ambiéquaux (46% dans l’échantillon Nazi par comparaison avec 23% dans les normes du Système Intégré). Le profile ”Sadisme Psychopathique“ fut confirmé sur les variables manque d’empathie et comportement primitif (i. e., peu de réponses H, DQv élevé, CF+C > FC+1, AG et MOR furent significatifs) mais non pour le narcissisme et l’agressivité internalisée (i. e., Fr+rF et les variables Space ne furent pas significatives). Nous avons aussi trouvé des résultats que nous n’avions pas prévus dans nos hypothèses: grande fréquence de la réponse ”caméléon“ dans les D latéraux de la planche VIII (21% des Nazis contre moins de 2% chez les non-Nazis). Deux autres variables nous ont frappées. Les réponses de Texture ”négative“ (c’est-à-dire des réponses T non associées à des sensations de douceur ou plaisantes) étaient représentées avec une grande fréquence. En outre, les Rorschach des Nazis contenaient des Indices EGO bas (< 0,33). Nous avons interprété ces résultats comme une marque d’ambivalence envers l’intimité (ambivalence et non pas évitement) et une faible estime de soi (congruente avec leur statut de simple soldat). Nous avons étudié le recouvrement éventuel des profils modifiés de ”Banalité“ (Lambda élevé et CDI), Ambiéqualité (et non plus Obéissance Aveugle), et Sadisme (et non plus psychopathique), et nous avons trouvé un haut degré de recouvrement entre Banalité et Ambiéqualité, un degré de recouvrement modéré entre Ambiéqualité, Sadisme et Caméléon, et un faible recouvrement entre Banalité, Sadisme et Caméléon. Les résultats de cette étude indiquent nettement qu’il n’existe pas de profil unique de personnalité qui puisse expliquer le génocide Nazi. Est-ce que nous avons identifié des facteurs de personnalité qui peuvent contribuer à expliquer pourquoi les humains commettent des génocides? Oui, les facteurs Banalité, Ambiéqualité et Sadisme semblent représentés de manière inhabituellement fréquente dans les Rorschach danois. En outre, et quelle qu’en soit la signification psychologiques, il semble important de tenir compte de la réponse caméléon ainsi que de la faible estime de soi (Indice EGO bas) et de l’ambivalence envers l’intimité (Texture négative). Est-ce que ces facteurs sont suffisants à rendre compte de la motivation psychologique à participer à un génocide? A l’exception peut-être du Sadisme qui n’est apparu que rarement sans la présence concomitante d’au moins l’un des autres facteurs, chacun des facteurs majeurs n’est apparu de manière isolée que dans environ 1/3 des cas. Le recouvrement était courant et il apparaît que l’explication du génocide Nazi à partir des Rorschachs danois n’est pas simplement affaire d’identifier des variables isolées. Enfin, est-ce que les Rorschach danois ont identifié la plupart des facteurs psychologiques du génocide? Environ 1/3 des protocoles ne contenaient aucun des facteurs identifiés dans cette étude. Peut-être faut-il se contenter des résultats obtenus sur les deux autres tiers, en termes de facteurs explicatifs potentiels. Il est fort probable que près d’un tiers des acteurs de génocide ne sont en rien différents des être humains que l’on appelle ”normaux“. Cette hypothèse ne pourra être confirmée que par d’autres études sur la psychologie du génocide.

Le développement des technologies CMOS à l'échelle nanométrique a fait émerger de nombreux défis sur le rendement et la fiabilité des composants. Les prochaines générations de circuits AMS et RF souffriront d'une augmentation du taux de défaillance durant le temps d'opération. Dans ce travail de thèse, nous proposons une nouvelle approche pour la conception d'un frontal RF en CMOS 65 nm. L'objectif principal de ce travail est d'améliorer la conception de circuits du frontal RF basée sur la recherche des nouveaux compromis imposés par la variabilité du transistor et la dégradation par vieillissement. Ce travail de thèse propose un nouveau flot de conception des circuits fiables en s'appuyant sur la conception d'un frontal radio. Le frontal RF utilise une architecture à conversion directe. Il est composé de trois principaux blocs : le BLIXER, regroupant un balun, un amplificateur large bande à faible bruit et un mélangeur I-Q; l'oscillateur contrôlé numériquement (DCO), et l'amplificateur de gain programmable (PGA) avec le filtre passe-bas. Nous avons mis en œuvre des circuits fiabilisés pour le cas d'étude du frontal radio dans une approche bottom-up et top-down. Ainsi, nous avons pu lier les étapes de la conception dans une méthode générale qui est la proposition d'un nouveau flot de conception des circuits fiables. Par la démonstration des compromis imposés par le vieillissement et la variabilité des composants en CMOS 65 nm, nous sommes capables de prédire les tendances dans les technologies à venir et nous mettons en évidence le besoin d'un flot de conception des circuits AMS/RF qui prenne en compte les dégradations des performances par le vieillissement et la variabilité.

Depuis toujours la longueur de pulse et le rapport cyclique n’ont cessé d’augmenter afin d’accroître les performances du radar. Ces fortes exigences de fonctionnement ont augmenté la quantité de contraintes appliquées aux transistors qui constituent les modules de puissance dans les radars et ont un impact direct sur leurs temps de vie. Une connaissance approfondie de cet impact est nécessaire pour une meilleure estimation de la fiabilité des modules et des transistors qui la composent. C’est pour toutes ces raisons, qu’une étude a été engagée pour élaborer de nouvelles méthodes d’investigations de la fiabilité des composants RF de puissance en conditions de fonctionnement Radar pulsé. Par conséquent, ce travail présente un banc de fiabilité, dédié spécifiquement à des tests de vie sur des composants RF de puissance sous des conditions de pulse RF pour une application radar. Un transistor RF LDMOS a été retenu pour nos premiers tests en vieillissement accélérés sous diverses conditions (DC, RF, température et TOS). Des caractérisations électriques (I-V, C-V et paramètres [S]) ont été effectués. Ainsi, un examen complet de ces paramètres électriques critiques est exposé et analysé. Toutes les dérives des paramètres électriques après un vieillissement accéléré sont étudiées et discutées. D’après l’analyse de ces résultats, on constate que plus la température est basse, plus les dérives des paramètres électriques significatives sont élevées. Pour comprendre les phénomènes physiques de dégradation, mis en jeu dans la structure, nous avons fait appel à une simulation physique 2-D (Silvaco-Atlas). Finalement, le mécanisme de dégradation proposé pour le RF LDMOS est la création d’états d’interface par les porteurs chauds (pièges)
Since their early implementation, the length of pulses and the cyclic report/ratio did not cease increasing in order to increase the radar performances. These strong requirements of operation increased the quantity of pressure applied to the transistors, which constitue the modules of power in the radars and have a direct impact over their life times. A thorough knowledge of this impact is necesary for a better estimation of the reliability of modules and transistors, which make it up. It is for all these reasons that a study was committed to work out new investigation methods of the power RF components under RF pulses conditions for a radar application. A transistor RF LDMOS was retained for our first tests in accelerated ageing under various conditions (DC, RF, temperature and TOS). Electric characterizations (I-V, C-V and [S] parameters) were carried out. Thus, a complete examination of these critical electric parameters is exposed and analysed. All electric parameter drift after an accelerated ageing are studied and discussed. According to the analysis of these results, one notes that the lower the temperature is, the more important the drifts int the significant electric parameters. In order to understand the physical degradation phenomena inside the structure, we performed a 2-D physical simulation (Silvaco-Atlas). Finally, the degradation mechanism proposed for RF LDMOS is the interface states creation by the hot carriers (traps)

Ces dernières années, de nouveaux composants micro-ondes sont apparus : les micro­ commutateurs RF MEMS. Bien que ces composants soient encore absents des systèmes spatiaux, l'intérêt que leur porte l'industrie spatiale est grandissant car ils apparaissent comme une solution adéquate pour réduire le coût des missions et améliorer les performances tout en conservant l'intégrité de celles-ci (volume, masse, consommation). Cependant une problématique majeure de la technologie MEMS concerne leur fiabilité. Les travaux développés dans ce manuscrit visent à mettre en place des méthodes de caractérisation pour évaluer la fiabilité des microsystèmes, plus particulièrement des commutateurs MEMS. Le premier chapitre présente un état de l'art des mécanismes de défaillance identifiés dans les commutateurs à ce jour. Le deuxième chapitre expose les moyens expérimentaux et les techniques pour déterminer les propriétés des matériaux. On y étudie plus en détail la caractérisation par nanoindentation et les méthodes pour estimer les contraintes résiduelles. Le troisième chapitre est consacré à la conception, réalisation et caractérisation d'un commutateur. Le but est de saisir les enjeux technologiques de la chaîne de développement d'un composant MEMS pour obtenir un procédé fiable. Dans le quatrième chapitre, nous effectuerons l'étude de cas d'un commutateur dont le procédé de fabrication est déjà fiabilisé. Cette étude se fait à travers une approche combinant l'utilisation des outils de modélisation et d'expérimentation. - Nous évaluerons la fiabilité liée à l'utilisation du MEMS et à son environnement afin de l'améliorer en jouant sur l'étape de conception.

Les travaux présentés dans ce manuscrit sont axés sur la caractérisation et l’analyse des mécanismes de défaillances qui apparaissent dans une nouvelle famille de composants microondes : les MEMS-RF (Systèmes Micro-Electro-Mécanique RadioFréquence). Si ces composants ont rapidement suscité beaucoup d’espoirs pour résoudre un grand nombre de verrous concernant les nouvelles architectures de communication, il est apparu que la fiabilité de ces composants a énormément ralenti leur développement industriel. De plus, ces micro-commutateurs résultent d’un couplage multi-physique qui a ajouté une forte complexité et une difficulté de compréhension de leur fonctionnement et donc leur fiabilité. Actuellement, de nombreux et intenses efforts sont réalisés par la communauté scientifique (universitaire et industrielle), car ce sujet reste ouvert à de nombreuses questions et problèmes non résolues. Ce document se propose d’apporter une contribution sur ce sujet à la fois sur le plan expérimental, théorique et technologique
The work presented in this manuscript focus on the characterization and analysis of failure mechanisms that appear in a new family of microwave components and RF MEMS (RadioFrequency Micro-Electro-Mechanical Systems). If these components have quickly attracted a lot of hopes to solve a large number of locks on new communication architectures, it appeared that the reliability of these components has greatly slowed their industrial development. Moreover, these micro-switches result from a multi-physics coupling which added a high complexity and difficulty of understanding how they work and thus their reliability. Currently, numerous and intense efforts are made by the scientific community (university and industry), as this issue was left open many questions and unresolved problems. This thesis aims to contribute on this area, both on experimental, theoretical and technological plans

Le développement de la technologie SOI CMOS a contribué à l'évolution rapide des systèmes de communication RF/mmW qui jouent un rôle critique dans le déploiement des réseaux 5G. Pour répondre aux objectifs de performance des spécifications 5G, des schémas de modulation complexes utilisent des niveaux de puissance crête sur puissance moyenne (PAPR) élevés générés par l'amplificateur de puissance (PA). Ces niveaux de puissance élevés ont un impact important sur la fiabilité du dispositif en raison des limites en tension de la technologie CMOS moderne. Dans les premières étapes de la conception, des modèles de vieillissement précis peuvent être utilisés pour évaluer le compromis entre les performances et la fiabilité en considérant le profil de mission RF spécifique. Les deux mécanismes de fiabilité CMOS principaux trouvés dans les profils de mission RF PA sont l'injection de porteurs chauds (HCI) et le claquage d’oxyde de grille en état « off » (off-TDDB). La première partie de cette thèse vise à consolider le modèle de vieillissement HCI en utilisant une méthodologie de vieillissement RF/mmW bien établie en effectuant une corrélation modèle-hardware (MHC) dans des conditions de stress DC accélérées et RF 28GHz pour différentes topologies de cellules PA. La MHC, validée pour le transistor PA avant (appelé « fresh ») et après la dégradation, est ensuite utilisée pour effectuer une analyse de sensibilité basée sur la simulation afin d'évaluer l'impact des différents paramètres de carte de modèle sur la précision de la modélisation RF HCI. Les résultats ont montré que la précision du modèle « fresh »et dégradé peut influencer l'estimation de la dégradation RF, ce qui souligne l'importance d'un modèle de dégradation décrit par les effets physiques du transistor. La deuxième partie de cette thèse se concentre sur la validité de l'approche de modélisation RF pour la fiabilité « off-state » (dégradation HCI et TDDB). Une structure de test intégrée générant des formes d'ondes de stress RF off-state à DC, 500 MHz et 1 GHz pour évaluer la dépendance en fréquence dans la modélisation de la fiabilité RF off-state. Une dégradation paramétrique suivant une loi en puissance a été observée suite aux mesures de stress HCI « off-state » en DC et RF (500 MHz et 1 GHz), suggérant la validité de l'approche de modélisation quasi-statique pour la dégradation HCI. D'autre part, la caractérisation off-TDDB RF montrent une augmentation du temps de claquage avec l'augmentation de la fréquence, en particulier un facteur de gain de x2 à 1 GHz par rapport à TDDB DC. Cette étude a ensuite été étendue aux séquences de stress HCI RF « on-state » et « off-state », révélant une interaction négligeable entre les deux mécanismes de dégradation, ce qui donne lieu à une approche de modélisation de dégradation additive. La dernière partie de cette thèse fournit une preuve de concept pour démontrer la compensation du vieillissement d'un PA RF à 28 GHz. Cela s’appuie sur la conception d'une boucle de rétroaction négative pour le contrôle de polarisation adaptatif « body-bias » sur puce en technologie FDSOI qui compense partiellement la dérive de tension de seuil induite par le stress HCI RF
The development of SOI CMOS technology has greatly contributed to the rapid evolution of RF/mmW communication systems which play a critical role in the deployment of 5G networks. To meet the performance targets of 5G specifications, complex modulation schemes use high peak-to-average-power (PAPR) levels that are generated by the power amplifier (PA). The high-power levels, in turn, impact the device reliability due to the voltage handling limits of modern CMOS technology. At early design stages, accurate aging models can be leveraged to assess the trade-off between performance and reliability in consideration of the targeted RF mission profile. The two dominant CMOS reliability mechanisms found in RF PA mission profiles are hot-carrier injection (HCI) and off-state time-dependent dielectric breakdown (off-TDDB). The first part of this thesis aims to consolidate the HCI aging model using well-established RF/mmW aging methodology by performing model-to-hardware correlation (MHC) at accelerated DC and 28GHz RF stress conditions for different PA cell topologies. The MHC, validated for fresh and degraded PA device, is then used to perform a simulation-based sensitivity analysis to evaluate the impact of different model card parameters on the accuracy of RF HCI modeling. The results showed that both fresh and degradation model precision affects the RF degradation estimation, which highlights the significance of a degradation model described by physical effects of the device. The second part of this thesis focuses on the validity of RF modeling approach for off-state reliability (HCI degradation and TDDB). An integrated test structure generating off-state RF stress waveforms at DC, 500MHz and 1GHz to evaluate the frequency dependence in off-state reliability modeling has been designed. Time-power law parametric degradation has been observed in DC and RF (500MHz and 1GHz) off-state HCI stress measurements, suggesting the validity of quasi-static modeling approach for off-state HCI degradation. On the other hand, off-state RF TDDB characterization demonstrate increasing time-to-breakdown with increasing frequency, in particularly a gain factor of x2 at 1GHz compared to DC TDDB. This study was then extended to on and off-state RF HCI stress sequences revealing negligible interaction between the two degradation mechanisms, resulting in an additive degradation modeling approach. The last part of this thesis provides proof of concept to demonstrate aging compensation of a 28GHz RF PA. This is done by implementing the design of a negative feedback loop for on-chip adaptive body bias control in FDSOI technology which partially compensates the threshold voltage drift induced by RF HCI stress

Ces travaux de thèse visent à aborder la fiabilité des composants RF-MEMS (commutateurs en particulier) pendant la phase de conception en utilisant différents approches de procédés de fabrication. Ça veut dire que l'intérêt est focalisé en comment éliminer ou diminuer pendant la conception les effets des mécanismes de défaillance plus importants au lieu d'étudier la physique des mécanismes. La détection des différents mécanismes de défaillance est analysée en utilisant les performances RF du dispositif et le développement d'un circuit équivalent. Cette nouvelle approche permet à l'utilisateur final savoir comment les performances vont évoluer pendant le cycle de vie. La classification des procédés de fabrication a été faite en utilisant le Technology Readiness Level du procédé qui évalue le niveau de maturité de la technologie. L'analyse de différentes approches de R&D est décrite en mettant l'accent sur les différences entre les niveaux dans la classification TRL. Cette thèse montre quelle est la stratégie optimale pour aborder la fiabilité en démarrant avec un procédé très flexible (LAAS-CNRS comme exemple de baisse TRL), en continuant avec une approche composant (CEA-Leti comme moyenne TRL) et en finissant avec un procédé standard co-intégré CMOS-MEMS (IHP comme haute TRL) dont les modifications sont impossibles
This thesis is intended to deal with reliability of RF-MEMS devices (switches, in particular) from a designer point of view using different fabrication process approaches. This means that the focus will be on how to eliminate or alleviate at the design stage the effects of the most relevant failure mechanisms in each case rather than studying the underlying physics of failure. The detection of the different failure mechanisms are investigated using the RF performance of the device and the developed equivalent circuits. This novel approach allows the end-user to infer the evolution of the device performance versus time going one step further in the Design for Reliability in RF-MEMS. The division of the fabrication process has been done using the Technology Readiness Level of the process. It assesses the maturity of the technology prior to incorporating it into a system or subsystem. An analysis of the different R&D approaches will be presented by highlighting the differences between the different levels in the TRL classification. This thesis pretend to show how reliability can be improved regarding the approach of the fabrication process starting from a very flexible one (LAAS-CNRS as example of low-TRL) passing through a component approach (CEA-Leti as example of medium-TRL) and finishing with a standard co-integrated CMOS-MEMS process (IHP example of high TRL)

Ces travaux de thèse visent à aborder la fiabilité des composants RF-MEMS (commutateurs en particulier) pendant la phase de conception en utilisant différents approches de procédés de fabrication. Ça veut dire que l'intérêt est focalisé en comment éliminer ou diminuer pendant la conception les effets des mécanismes de défaillance plus importants au lieu d'étudier la physique des mécanismes. La détection des différents mécanismes de défaillance est analysée en utilisant les performances RF du dispositif et le développement d'un circuit équivalent. Cette nouvelle approche permet à l'utilisateur final savoir comment les performances vont évoluer pendant le cycle de vie. La classification des procédés de fabrication a été faite en utilisant le Technology Readiness Level du procédé qui évalue le niveau de maturité de la technologie. L'analyse de différentes approches de R&D est décrite en mettant l'accent sur les différences entre les niveaux dans la classification TRL. Cette thèse montre quelle est la stratégie optimale pour aborder la fiabilité en démarrant avec un procédé très flexible (LAAS-CNRS comme exemple de baisse TRL), en continuant avec une approche composant (CEA-Leti comme moyenne TRL) et en finissant avec un procédé standard co-intégré CMOS-MEMS (IHP comme haute TRL) dont les modifications sont impossibles.

Les microsystèmes électromécaniques radiofréquence (MEMS RF) sont devenus ces dernières années des composants très prometteurs pour l’amélioration des performances des circuits hyperfréquences. La possibilité de les intégrer avec des dispositifs classiques CMOS est aussi un avantage décisif. Par contre, la fiabilité des composants MEMS RF constitue le problème le plus important qui empêche souvent leur industrialisation. Dans ce mémoire une étude du fonctionnement des composants MEMS RF capacitifs est effectuée. Nous présentons la technologie compatible CMOS adoptée pour leur réalisation et les problèmes de fiabilité liés à cette technologie. Les outils de caractérisation spécifiques à l’étude de la fiabilité sont décrits. Nous proposons une modélisation analytique du comportement électromécanique qui est comparée aux analyses par éléments finis des modèles 3D des MEMS RF capacitifs. Les tests électriques des capacités accordables ont révélé divers problèmes de fiabilité, telle qu’une dépendance temporelle des caractéristiques électro-mécaniques et une forte sensibilité à la température. Le rôle de l’environnement de mesure et les difficultés qui en résultent sur l’interprétation des résultats expérimentaux sont également mise en évidence
In the last years radio-frequency micro-electromechanical systems (RF MEMS) have become very promising components for the improvement of the performances of highfrequency circuits. The possibility of integrating them with standard CMOS devices is a decisive advantage. On the other hand, the reliability of these RF MEMS components still constitutes a major drawback that frequently inhibits their industrialisation. In this thesis, a study of the operation of capacitive RF MEMS is carried out. We present the CMOS-compatible technology adopted for the fabrication and the reliability problems related to it. Specific characterisation tools for the reliability study are also presented. We propose an analytical modelling of the electromechanical behaviour of capacitif RF MEMS which is then compared to finite element 3D analysis. The electrical tests of the tuneable capacitors have revealed various reliability problems, like time-dependent electromechanical characteristics as well as their strong dependence on temperature. The role of the test environment and the resulting difficulties in the interpretation of the experimental data are also demonstrated

Ce manuscrit traite de la fiabilité de micro-composants électro-mécaniques que l'on appelle des MEMS (Acronyme anglais signifiant Micro-Electro-Mechanical Systems). Les MEMS sont utilisés dans un grand nombre de domaines et le domaine qui nous concerne est celui des télécommunications. Plus précisément, notre domaine de travail se situe autour des radio-fréquences où les MEMS vont principalement réaliser des fonctions de commutation. On appellera ainsi nos composants des MEMS-RF, RF signifiant Radio-Fréquence. Dans ce domaine, les MEMS sont des candidats à fort potentiel grâce à une faible consommation de puissance, leur performance dans le domaine RF, leur encombrement et leur poids. De plus, en utilisant un procédé de fabrication dérivé de celui des semi-conducteurs, leur coût de production reste relativement faible. Dans ce manuscrit, on s'intéresse à la fiabilité de ces composants car c'est le dernier verrou avant une éventuelle industrialisation. Les principaux mécanismes de défaillance sont abordés dans une première partie, puis ce manuscrit se concentre sur l'étude du fluage mécanique et des facteurs d'accélération de modes de défaillance. On verra notamment l'influence de la température et des conditions de fonctionnement sur la durée de vie des commutateurs
The thesis deals with reliability of tiny electro-mechanical components called MEMS. MEMS stands for Micro-Electro-Mechanical Systems. These components, designed for switching applications, are suitable candidates for telecommunications due to their low power consumption, Radio-Frequencies (RF) performances, compactness and lightness. A MEMS is fabricated using processes of integrated circuit manufacturing that makes its cost relatively low. Few of these components are commercially available and more are expected to be in the market as soon as reliability issues will be solved. Reliability issues studied in the thesis regard mechanical creep and acceleration factors. The mechanical creep occurs in our suspended structures whilst enduring a constant force, it results in deformation of structures and shift of parameters. Two innovative test benches are developed to assess mechanical creep in RF-MEMS switches. The acceleration factors are keys to conduct accelerated testings and predict lifetime of RF-MEMS switches. Parameters such as bias voltage, input-to-output voltage, temperature are varied to assess lifetime of switches and extract these acceleration factors

Au cours des dernières années, l’essor spectaculaire des microsystèmes (ou MEMS), qui touche tous les domaines industriels, est à l’origine de nombreux et nouveaux progrès technologiques. Néanmoins, dans ce contexte prometteur de large envergure, la fiabilité des MEMS s’avère être la problématique à améliorer pour franchir la phase d’industrialisation à grande échelle. C’est dans le cadre de cette thématique de fiabilité des microsystèmes, que s’inscrit ce travail.La température étant un paramètre majeur entrant dans de nombreux mécanismes d’endommagement des MEMS, notre étude présente la conception et la réalisation d’un banc de thermographie infrarouge de haute résolution (2 µm), associé à la mise en œuvre d’une méthodologie d’analyse et de traitement des mesures infrarouges.Ce dispositif innovant permet un diagnostic in-situ, sans contact et rapide des défaillances des MEMS par mesures locales et quantitatives des pertes thermiques associées. Cet outil constitue une avancée importante pour détecter, mesurer et comprendre les mécanismes d’endommagement des MEMS. Il nous permet de reconstituer des images thermiques de tout type de microsystème en cours de fonctionnement ou soumis à des tests de vieillissement accéléré, et ceci afin de réaliser une analyse fine et rapide de leur fiabilité.Ce travail apporte de nouveaux résultats en ce qui concerne la détection des mécanismes de défaillance de différents types de MEMS-RF et tout particulièrement des MEMS-RF avec contact électrique
Over the last few years, considerable effort has gone into the study of the failure mechanisms and reliability of MicroElectroMechanical Systems (MEMS). MEMS performance and reliability are affected by many parameters, such as the complex physical interactions between thermo-mechanical deformation, current flow, high power actuation and contact heating. In particular, temperature is a key issue for the design of a low loss and reliable MEMS. In order to improve device reliability it is essential to understand the thermal behaviours of RF-MEMS under standard or harsh current conditions. In this work, we present a new approach to investigate the failure mechanism of MEMS. An original set-up has been developed to localise and measure the heat loss of MEMS during actuation. Thermal characterization has been performed using infrared thermography to investigate the thermal sensitivity of MEMS. A brand new infrared bench was developed for temperature distribution measurement. An infrared camera, operating in the 1,5 - 5 µm bandwidth, was coupled to a new specific optic to reach an enhanced spatial resolution better than 2 µm/pixel. This work presents several results obtained on different advanced RF-MEMS including RF-MEMS switches where failure mechanism had been diagnosed