Dissertations / Theses on the topic 'Oscillateur à résistance négative'

Les systèmes modernes de communication de données s'appuient fortement sur des techniques de transmission synchrone pour optimiser la largeur de bande et minimiser la consommation d'énergie. Dans ces systèmes, seul le signal de données est transmis, ce qui nécessite la mise en œuvre de circuits de récupération d'horloge et de données (CDR) au niveau du récepteur. Cette thèse explore la nouvelle application de la technologie Fully-Depleted Silicon-On-Insulator (FDSOI) 28 nm pour améliorer les performances des circuits CDR en atténuant les effets de canaux courts grâce à des structures de transistors innovantes.L'une des contributions de cette thèse est le développement d'un circuit à résistance négative utilisant la grille arrière du transistor FDSOI. Ce circuit utilise un miroir de courant contrôlé par la grille arrière pour créer un oscillateur LC à résistance négative. En parallèle, ce travail présente l'implémentation de deux types d'oscillateurs : un oscillateur en anneau complémentaire et un oscillateur en anneau rapide. L'oscillateur en anneau complémentaire capitalise sur les inverseurs complémentaires, offrant un retour de biais automatique par le contrôle de la grille arrière, améliorant ainsi ses performances. L'oscillateur en anneau rapide utilise quant à lui des inverseurs rapides en combinaison avec des inverseurs complémentaires conçus pour minimiser les délais de propagation. La thèse présente une analyse comparative détaillée de ces oscillateurs, mettant en évidence leurs points forts et leurs limites. En outre, nous introduisons un signal d'injection dans l'oscillateur en anneau, ce qui permet de créer un oscillateur verrouillé par injection (ILO) à faible jitter. Cet oscillateur présente des caractéristiques de performance remarquables, notamment en ce qui concerne la réduction du bruit de phase et l'amélioration de la stabilité de la fréquence. Tirant parti des bonnes performances de l'ILO, nous proposons une nouvelle récupération d'horloge et de données verrouillée par injection (ILCDR) à faible coût et à faible consommation d'énergie, avec un temps de verrouillage rapide et une bonne jitter pour les applications en mode burst.Pour valider les conceptions proposées et leurs performances à différentes fréquences opérationnelles, des simulations approfondies ont été réalisées à l'aide de Cadence Virtuoso à 868 MHz et 2.4 GHz. En outre, la conception de layout et la simulation post layout de l'ILCDR basé sur l'oscillateur en anneau complémentaire sont également étudiées
Modern data communication systems heavily rely on synchronous transmission techniques to optimize bandwidth and minimize power consumption. In such systems, only the data signal is transmitted, necessitating the implementation of Clock and Data Recovery (CDR) circuits at the receiver end. This thesis explores the novel application of Fully-Depleted Silicon-On-Insulator (FDSOI) 28nm technology to enhance the performance of CDR circuits by mitigating short-channel effects through innovative transistor structures.One contribution of this thesis is the development of a negative resistance circuit using the back gate of the FDSOI transistor. This circuit employs a current mirror controlled by the back gate to create a negative resistance LC oscillator. In parallel, this work presents the implementation of two types of oscillators: a complementary ring oscillator and a fast ring oscillator. The complementary ring oscillator capitalizes on complementary inverters, offering automatic bias feedback by the back gate control, thereby enhancing its performance. Meanwhile, the fast ring oscillator uses fast inverters in combination with complementary inverters designed to minimize propagation delays. The thesis presents a detailed comparative analysis of these oscillators, highlighting their individual strengths and limitations. Furthermore, we introduce an injection signal into the ring oscillator, resulting in the creation of a low-jitter Injection-Locked Oscillator (ILO). This ILO exhibits remarkable performance characteristics, particularly in reducing phase noise and enhancing frequency stability. Taking advantage of the good performance of the ILO, we propose a novel low-cost and low-power Injection-Locked Clock and Data Recovery (ILCDR) with a fast-locking time and good jitter for burst-mode applications.To validate the proposed designs and their performance at different operational frequencies, extensive simulations have been carried out using Cadence Virtuoso at 868 MHz and 2.4 GHz. In addition, the layout design and post layout simulation of the ILCDR based on the complementary ring oscillator are also studied

Cette étude porte sur quelques fonctionnements limites du transistor bipolaire microonde. Dans une première partie, une utilisation particulière du transistor au-dessus de la fréquence de transition est envisagée. Le transistor est considéré comme un dipole à injection thermoionique et à temps de transit, entre l'émetteur et le collecteur, le circuit de base étant conçu pour annuler le courant HF de base. Il est montré, tant sur le plan théorique qu'expérimental, que ce dispositif présente une résistance négative en hyperfréquences, pouvant constituer l'élément actif d'un oscillateur. Une étude systématique des effets parasites du circuit extérieur de base et des effets parasites intrinsèques (effet Early), est effectuée et des améliorations technologiques sont proposées. Dans une deuxième partie le transistor est considéré en amplificateur de puissance en régime classe B ou C. L'influence du profil de dopage de collecteur sur le phénomène d'élargissement de la base est analysée. En particulier une comparaison est faite entre une structure à profil de collecteur "Hi-Lo" et une structure à profil de collecteur "plat" classique. Dans la troisième partie, le phénomène de défocalisation du courant en régime dynamique classe C est étudié théoriquement, pour un transistor à homojonction Silicium d'une part, et pour un transistor à hétérojonction (TBH) d'autre part. Cette étude conduit à une optimisation de la largeur du doigt d'émetteur du TBH à 3 et 5 GHZ. Enfin, on donne une tentative de vérification expérimentale sur un TBH GaAlAs/GaAs.

Les travaux décrits dans cette thèse permettent d’apporter une contribution à quelques dispositifs existants à base de matériaux semiconducteurs à large bande interdite. Le premier concerne les oscillateurs de puissance HF et le second les amplificateurs de puissance en hyperfréquence. Les composants retenus pour réaliser ces deux dispositifs sont les diodes à effets tunnel résonant et les transistors à haute mobilité électronique. Ce travail de thèse est donc scindé en deux parties distinctes : - Les diodes à effet tunnel résonant AlGaN/GaN: les outils de simulations rigoureux du transport électronique vertical dans les hétérostructures de nitrures n’existent pas ou ne sont pas accessibles en Europe. Ceci a nécessité la conception d’un nouvel outil de simulation pour analyser et optimiser les dispositifs et aider à la conception. Le modèle développé dans ce manuscrit de thèse est basée sur la résolution auto-cohérente des équations de Schrödinger-Poisson dans l’approche des fonctions de Green hors équilibre. Coté technologique, la stratégie employée pour obtenir un certain nombre d’hétérostructures libres de dislocations reposait sur la réalisation de nano-diodes en suivant les deux approches suivantes. La première dite « ascendante » met en œuvre la technique d’épitaxie sélective sur des ouvertures de masque diélectrique et sur des piliers GaN avec des diamètres compris entre 100 nm et 5 µm. La seconde approche dite « descendante » repose sur la réduction de taille des dispositifs et par voie de conséquence du nombre de dislocations présentes en leur sein. Les caractéristiques électriques de ces nano-diodes ont pu être mesurées sous micro-pointes au FIB, au nano-probe et analyseur de réseau. Le phénomène de NDR est étudié en fonction du sens de la polarisation, du traitement électrique, de la température et du taux d’aluminium dans les couches barrières AlGaN. - Les transistors à haute mobilité mobilité AlGaN/GaN: la première étape de cette seconde partie a consisté à réaliser une structure HEMT conventionnelle AlGaN/GaN à l’état de l’art. La seconde étape a porté sur l’amélioration de la résistivité de la couche buffer GaN soit en y incorporant de l’aluminium ou du bore. Plusieurs épaisseurs et positions de la couche BGaN dans la structure HEMT conventionnelle AlGaN/GaN ont été testées en vue de déterminer la structure optimale. Les études comparatives entre les structures HEMT AlGaN/GaN avec et sans couche BGaN, ont permis de montrer que l’utilisation de cette dernière comme couche contre-barrière permettait d’améliorer drastiquement le confinement des porteurs dans le canal 2DEG et de réduire nettement le dopage résiduel de la zone active
The work described in this thesis contributes to the improvement on some circuit based on wide band gap semiconductors. The first concerns the oscillators and the second RF amplifiers at microwave frequencies. Components selected to build these two devices are resonant tunneling diodes and high electron mobility transistors. This thesis is divided into two distinct parts:-The resonant tunneling diodes AlGaN/GaN: a software that provides a rigorous description of vertical transport in nitride heterostructures does not exist or are not available in Europe. In this thesis, we developed a model based on the self-consistent resolution of the Schrödinger and Poisson equation using the non-equilibrium Green functions. The strategy employed to obtain some heterostructures free from dislocations is based on the realization of nano-diodes in the following two approaches. The first approach "bottom-up" implements the technique of selective epitaxy on nano-patterned GaN template. The second approach called "top down" is based on the reduction of device size and consequently the number of dislocations. The electrical characteristics of these nano-diodes have been measured by FIB, Nanoprobe and vector network analyzer. The negative differential resistance is studied depending in both direction of bias, electrical treatment, temperature and aluminum incorporation in the AlGaN barriers layers.- The high electron mobility transistors AlGaN/GaN: the second part was aimed to perform a conventional AlGaN/GaN HEMT structure exhibiting in the state of the art performance. To do that, we focused on improving the resistivity of the GaN buffer layer by incorporating either of aluminum or boron. Several positions and thicknesses of BGaN layer in the conventional AlGaN /GaN HEMT structure were tested to determine the optimal structure. Comparative studies between AlGaN/GaN HEMT structures with and without BGaN layer have shown that the use of BGaN layer as a back-barrier drastically improves the carrier confinement in the 2DEG channel and significantly reduces the residual doping of the active area

L'industrie de la microélectronique rencontre aujourd'hui des obstacles à la fois économiques et fondamentaux. Dans ce contexte de développement de technologies alternatives, nous avons cherché à développer un composant électronique, utilisable à l'échelle macroscopique, dont l'élément actif est un petit ensemble de molécules. Ce dispositif vertical est composé d'une molécule relativement complexe placée entre une électrode inférieure constituée par un substrat de silicium et un nanotube de carbone jouant le rôle d'électrode supérieure. Pour cela nous avons travaillé dans deux directions. Dans la première partie, la faisabilité, selon une approche séquentielle montante, d'une monocouche complexe liée de façon covalente à un substrat de silicium hydrogéné a été démontrée. Afin de préserver les propriétés d'injection électronique du silicium vers la monocouche, un intérêt particulier a été porté à la stabilité du substrat de silicium vis-à-vis de l'oxydation au court des différents traitements de surface qu'il subi dans cette étude. Dans une seconde partie du travail, une approche descendante a été suivie pour concevoir, sur une puce de silicium classique, un dispositif permettant d'accueillir la monocouche et de la connecter à des électrodes macroscopiques. La connexion de la monocouche à ces électrodes est réalisée grâce à des nanotubes de carbone. La monocouche complète et le dispositif ont été fabriqués séparément, mais à ce jour aucune mesure électrique sur le dispositif complet n'a pu être réalisée
Nowdays the microelectronic and semiconductor industry is challenged by economical and fundamental issues. In that context of developpement of alternative technologies, this work aimed to developp an electronic device, that can be handled at macroscpic scale, but in which the active component is a small number of molecules. That vertical device is made of complex molecule sandwiched between a silicon bottom electrode and a nanotube as a top electrode. In order to achieve it, work was made in two directions. In a first part, we studied feasibility of a complex monolayer, covalently bounded of a silicon substrat, trough a multistep process. In order to preserve the properties of electronic injection between silicon and the monolayer, a particluar attention was paied to the stability of the silicon substrat. In a second part, a top down process was set up to manufacture a chip. It is intend to reciev the monolayer and to connect it to macroscopic leads. It is achieved using carbon nanoutubes. The complet monolayer and the device were achieved separatly but no electrical measure could be perform at this day

Nous avons souhaité étudier l'épidémiologie du portage de staphylocoques à coagulase négative résistants à la méticilline (SCNRM) dans la communauté, et leur rôle de réservoir de Staphylococcal Cassette Chromosome mec (SCCmec) dans cet environnement. La prévalence du portage nasal de C-SCNRM était comprise entre 11% et 50% dans les différentes populations étudiées. Ce portage était un phénomène dynamique, à l'échelle individuelle comme à celle d'une population donnée. Staphylococcus epidermidis RM (SERM) représentait 32% à 78% des isolats de C-SCNRM : le typage des souches de SERM par MLST et MLVA suggérait l'émergence fréquente de nouvelles souches par transfert horizontal de SCCmec. Les SCCmec présents chez les C-SCNRM étaient polymorphes. SCCmec IV, majoritaire chez les souches communautaires de SARM (C-SARM), était la cassette la plus fréquente chez les C-SERM. Les séquences des SCCmec IV portés par les C-SERM étaient identiques à >99% à celles décrites chez certains clones épidémiques de C¬SARM. L'élément génétique Arginine Catabolic Mobile Element (ACME), identifié chez 68% des C-SERM, pourrait faciliter leur persistance dans la flore cutanéo-muqueuse. Enfin, l'imp_pct de l'antibiothérapie ambulatoire sur le portage nasal de C-SCNRM a été analysé chez 479 patients de médecine générale. L'acquisition de C-SCNRM était plus fréquente chez les patients traités par pénicillines que chez ceux exposés aux fluoroquinolones, aux macrolides ou à la pristinamycine. Ces travaux apportent des données originales sur la dissémination massive des SERM et des autres SCNRM dans la communauté, et sur leur rôle de réservoir dynamique de SCCmec dans cet environnement
Our objectives were to appraise the epidemiological patterns of methiillin-resistant coagulase-negative staphylococci (MRCNS) carriage in the community and to assess the role of MRCNS in the dissemination of Staphylococcal Cassette Chromosome mec (SCCmec) elements in this environment. Rates of MRCNS nasal carriage ranged from 11% to 50% (6 distinct geographic regions). Chronic comorbidities and living with other persons at home were associated with an increased risk of carriage. MR Staphylococcus epidermidis (MRSE) (from 32% to 78% of MRCNS isolates) were characterized by MLST and MLVA: a marked diversity was observed, suggesting that new strains commonly emerge in the community. SCCmec elements were highly polymorphic. SCCmec IV, the leading type in community-acquired MRSA (CA-MRSA), was the most frequent cassette in MRSE. Complete sequences of SCCmec IV from MRSE were >99% identical to those described in epidemic clones of CA-MRSA. These findings strongly suggest that CA-MRSE are a potential source of SCCmec IV for S. Aureus in the community. The Arginine Catabolic Mobile Element (ACME) found in 68% of CA-MRSE strains may esse their persistence in the skin and mucosal microbiota. The impact of antimicrobials on CA-MRCNS carriage was investigated in 479 primary care patients. CA-MRCNS acquisitions were more frequent in patients receiving penicillinase-resistant penicillins than in those treated by fluoroquinolones, macrolides or pristinamycin. These results point out that MRSE and other MRCNS are widely disseminated in the community, and form a dynamic reservoir of SCCmec elements in this environment

L'objectif de cette etude est de montrer la faisabilite de filtres actifs microondes resultant de l'association de resonateurs planaires microruban et de circuits monolithiques asga simulant une resistance negative, ces derniers ayant pour but de compenser les pertes des resonateurs. Les principes de fonctionnement de ces circuits de compensation des pertes sont analyses theoriquement et valides experimentalement par un developpement en technologie monolithique. La synthese et la realisation de differents resonateurs passifs et actifs planaires sur substrat d'alumine (epsilon#r=9,8) et sur substrat a forte permittivite (epsilon#r=36) permet d'evaluer leur possibilite d'integration dans des filtres complexes a plusieurs poles. Ce travail donne lieu, notamment, a une modelisation electrique des resonateurs passifs et a une etude specifique de la stabilite des circuits actifs de compensation, seuls ou inclus dans les resonateurs actifs

Contexte : l'adénocarcinome pancréatique (PDAC) est un cancer mortel dontle pronostic est extrêmement sombre. La mucine membranaire MUC4 estnéoexprimée dans les lésions néoplasiques pancréatiques précoces et est associéeà la progression du PDAC et à la chimiorésistance. Dans les cancers, les microARNs(miARNs, petits ARNs non codants) sont des régulateurs cruciaux de lacancérogenèse, de la réponse aux chimiothérapies et même des processusmétastatiques. Dans cette étude, nous avons voulu caractériser les miARNs activésen aval de la signalisation associée à MUC4 dans l'adénocarcinome pancréatique et de mettre en évidence leurs rôles dans la cancérogenèse pancréatique et la résistance aux chimiothérapies.Méthodes : Afin d’identifier les miARNs potentiellement régulés par MUC4, unmiRnome a été réalisé sur les cellules cancéreuses invalidées pour MUC4 (MUC4-KD) et leurs contrôles Mock. Nous avons sélectionné, pour cette étude, le miR-210-3p qui est sous exprimé suite à l’invalidation de MUC4. Nous avons ensuite vouludéterminer ses rôles biologiques dans les PDACs. Le niveau d'expression de miR-210-3p a été analysé par RT-qPCR dans des lignées cellulaires cancéreuses pancréatiques (PANC89, PANC89 Mock et MUC4-KD, PANC-1 et MiaPACA-2), ainsi que dans des tissus de souris et de patients. La régulation réciproque entre MUC4 etmiR-210-3p a été étudiée par des tests fonctionnels tels que des mesures d’activité luciférase et des expériences d'immuno-précipitation de la chromatine. Des lignées cellulaires exprimant stablement le miR-210-3p ou un anti-miR-210-3p ont été établies en utilisant la technologie Crispr/Cas9 ou la transduction lentivirale. Nous avons évalué l'activité biologique de miR-210-3p in vitro en mesurant la prolifération et la migration cellulaire et in vivo en mesurant la croissance tumorale après xénogreffe sous-cutanée des cellules Capan-1 LV-miR-210-3p. Enfin, nous avons évalué l’effet de miR-210-3p sur la réponse aux chimiothérapies gemcitabine et FOLFIRINOX par la réalisation de tests MTT.Résultats : L’invalidation de MUC4 induit une baisse significative de l’expression de miR-210-3p dans les cellules cancéreuses pancréatiques PANC89MUC4-KD. Le miR-210-3p est surexprimé dans les PDACs et son expression est corrélée à l'expression de MUC4 dans les cellules cancéreuses pancréatiques, dans des échantillons de tissus PDAC humains, ainsi que dans des tissus murins du modèle préclinique Pdx1-Cre ; LstopL-KrasG12D développant des lésions PanINs.MUC4 active transcriptionnellement l’expression de miR-210-3p via l’altération de la voie de signalisation NF-κB. Des expériences d'immunoprécipitation de la chromatine ont montré la liaison de la sous-unité p50 de NF-κB sur les régions promotrices dumiR-210-3p. Nous avons mis en évidence une régulation réciproque puisque le miR-210-3p réprime l'expression de MUC4 transcriptionnellemment via l’inhibition de la voie du TGF-β SMAD dépendante et post-transcriptionnellement via le 3’UTR. La surexpression transitoire et stable de miR-210-3p dans les cellules PANC89, PANC-1 et MIA PaCa-2 conduit à une baisse significative de la prolifération et de la migration cellulaire. En revanche l’anti-miR-210-3p induit les effets inverses. Enfin,nous avons montré que le miR-210-3p inhibe la croissance et la prolifération des tumeurs pancréatiques in vivo. Nos résultats préliminaires suggèrent également un rôle de miR-210-3p dans la réponse aux chimiothérapies.Conclusion : Nous avons mis en évidence pour la première fois l’existence d’une boucle de régulation entre une mucine et un miARN [...]
Background: Pancreatic adenocarcinoma (PDAC) is a deadly cancer with anextremely poor prognosis. MUC4 membrane-bound mucin is neoexpressed in earlypancreatic neoplastic lesions and is associated with PDAC progression andchemoresistance. In cancers, miRNA (small noncoding RNAs) are crucial regulatorsof carcinogenesis, chemotherapy response and even metastatic processes. In thisstudy, we aimed at identifying and characterizing miRNAs activated downstream ofMUC4-associated signaling in pancreatic adenocarcinoma. MiRnome analysiscomparing MUC4-KD versus Mock cancer cells showed that MUC4 inhibitionimpaired miR-210-3p expression. Therefore, we aimed to better understand themiR-210-3p biological roles.Methods: miR-210-3p expression level was analyzed by RT-qPCR in PDACderivedcell lines (PANC89 Mock and MUC4-KD, PANC-1 and MiaPACA-2), as wellas in mice’s and patients’ tissues. The MUC4-miR-210-3p regulation wasinvestigated using luciferase reporter construct and chromatin immunoprecipitationexperiments. Stable cell lines expressing miR-210-3p or anti-miR-210-3p wereestablished using Crispr/Cas9 technology or lentiviral transduction. We evaluated thebiological activity of miR-210-3p in vitro by measuring cell proliferation and migrationand in vivo using a model of subcutaneous xenograft.Results: miR-210-3p expression is correlated with MUC4 expression inPDAC-derived cells and human samples, and in pancreatic PanIN lesions of Pdx1-Cre; LstopL-KrasG12D mice. MUC4 enhances miR-210-3p expression levels viaalteration of the NF-κB signaling pathway. Chromatin immunoprecipitationexperiments showed p50 NF-κB subunit binding on miR-210-3p promoter regions.We established a reciprocal regulation since miR-210-3p repressed MUC4expression via its 3′-UTR. MiR-210-3p transient transfection of PANC89, PANC-1and MiaPACA-2 cells led to a decrease in cell proliferation and migration. Thesebiological effects were validated in cells overexpressing or knocked-down for miR-210-3p. Finally, we showed that miR-210-3p inhibits pancreatic tumor growth andproliferation in vivo.Conclusion: We identified a MUC4-miR-210-3p negative feedback loop inearly-onset PDAC, but also revealed new functions of miR-210-3p in both in vitro andin vivo proliferation and migration of pancreatic cancer cells, suggesting a complexbalance between MUC4 pro-oncogenic roles and miR-210-3p anti-tumoral effects

Ce travail concerne, d'une part la mise au point d'une methode de caracterisation en micro-ondes des materiaux supraconducteurs a haute temperature critique (shtc), et d'autre part leur emploi dans la realisation d'oscillateurs micro-ondes quasi-integres. L'impedance de surface des materiaux shtc est un parametre de premiere importance car elle est un indicateur de la qualite du materiau et conditionne les performances des circuits micro-ondes supraconducteurs. Il est donc essentiel de connaitre de parametre. Dans cette optique, nous avons developpe une methode de mesure non-destructrice de la resistance de surface des films shtc permettant des caracterisations de routine de 300k a 78k. Cette methode consiste a remplacer une paroi d'une cavite resonante metallique par l'echantillon supraconducteur a caracteriser, la mesure du coefficient de qualite permet d'aboutir a la resistance de surface. Nous presentons l'etude detaillee de cette methode, les dispositifs de mesure realises, l'application de la methode a la caracterisation de films shtc ainsi que les limites de mesure. La faible resistance de surface des films shtc permet de realiser des resonateurs plaques a tres haut coefficient de qualite, et donc de concevoir des oscillateurs micro-ondes en technologie plaquee a haute purete spectrale. Ainsi nous avons etudie des oscillateurs hybrides shtc/iii-v fonctionnant a 12ghz. Le resonateur ainsi que toutes les lignes du circuit sont gravees sur un film supraconducteur ybacuo. Le transistor de type hemt est transplante sur les lignes supraconductrices afin de realiser un oscillateur quasi-integre.

Le travail présenté dans cette thèse porte sur l’étude des propriétés électriques et des mécanismes physiques d’un dispositif à base du matériau hybride : PTEDOT-AuNPs et de son application dans le domaine des mémoires résistives non-volatiles. Nous décrivons d’abord la synthèse de ce matériau hybride obtenu ainsi que sa caractérisation électrique et physique. La fabrication du dispositif est ensuite réalisée en combinant les techniques de la photolithographie et de l’électropolymérisation. Nous mettons en évidence par la suite, le phénomène de l’électroforming du dispositif qui s’accompagne d’un changement de sa résistance pendant la caractérisation électrique. Nous discutons la nature physique de ce phénomène lié à une augmentation locale de la température et à la création d’un chemin conducteur. Après cette étape, le dispositif présente un effet mémoire et d’un effet de résistance négative différentielle. Les résultats obtenus permettent de démontrer les potentialités d’application dans les applications en mémoires résistives non volatiles. Nous avons également étudié les mécanismes physiques de fonctionnement de notre dispositif. La formation du chemin conducteur entre les deux électrodes et l’effet de piégeage et dépiégeage sont les principaux mécanismes responsables de l’électroforming et de l’effet mémoire. Enfin, nous nous sommes intéressés à la réalisation de dispositifs multi terminaux (6 électrodes) "NanoCell" et avons démontré que notre dispositif pouvait réaliser des fonctions logiques reconfigurables. Nous démontrons en effet de réaliser deux portes logiques à l’aide du "NanoCell" par simple choix du niveau du courant seuil externe
The work presented in this thesis deals with the study of the electrical properties and physical mechanism of a device based on the functional hybrid material: PTEDOT-AuNPs and its application in the field of non-volatile resistive memory. Firstly, we demonstrate the synthesis of this hybrid material as well as its electrical and physical characterization. The fabrication of nanodevice is then carried out by combining the photolithography and electropolymerization. During the electrical characterization, the forming process which is accompanied by a resistive switching of the device is demonstrated in the following. We discuss the physical nature of this phenomenon, and believed that it is related to a local change in temperature and the creation of a metal conducting paths. After that, the device exhibits two electrical behaviors: a negative differential resistance effect and a memory effect. The results obtained in the reliability test make it possible to demonstrate promising applications in nonvolatile resistive memories. In the study of the physical mechanisms of resistive switching between two distinct conductance states of our device, the formation of the conductive path between the two electrodes and the effect of trapping and trapping are the main mechanisms responsible for the forming process and the memory effect. Finally, we were interested in the realization of the "NanoCell" logic gate for molecular computing which based on our multi-terminal devices (6 electrodes). We proved that it is possible to realize two basic logic gates by choosing the level of the external threshold current after the configuration of "Nanocell"

L'objectif de cette étude est de concevoir des profils d'impédance actifs microondes afin de compenser les pertes, de réduire la taille et d'augmenter la sélectivité de dispositifs de filtrages planaires. Les circuits actifs de compensation des pertes, simulant une résistance négative, sont analysés théoriquement et validés expérimentalement par la réalisation d'une inductance à pertes compensées en technologie monolithique sur Arséniure de Gallium. Une deuxième étude est consacrée à la conception d'un résonateur RLC actif en technologie MMIC. Cette étude résultant d'une collaboration avec Thalès-Systèmes Aéroportés est fondée sur l'utilisation de topologies à convertisseurs d'impédances négatives. Une étude menée avec la laboratoire d'Electronique et des Systèmes de Télécommunications montre dans une troisième partie, comment il est possible de contrôler la taille et la sélectivité d'un filtre passif planaire lorsque ce dernier est associé avec une puce active monolithique à un port présentant un profil d'impédance particulier. Enfin, une quatrième étude, portant sur l'application des profils d'impédances actifs aux structures de filtrages multinormes, termine ce travail.

Nous étudions dans ce travail le transfert spatial dans les transistors a effet de champ à grille isolée GaAlAs/gaAs, ce phénomène étant à l'origine de l'apparition d'une résistance différentielle négative entre drain et source dans ces composants. Dans ce but, nous effectuons tout d'abord une analyse physique théorique des phénomènes à l'aide de deux outils de modélisation. Le premier correspond à un modèle simplifié qui permet de tenir compte des phénomènes liés au transfert spatial qui se produisent dans le composant, le second utilise un modèle microscopique afin d'étudier de façon plus précise certains aspects essentiels du fonctionnement du transistor (géométrie de la structure, distribution énergétique des électrons). Munis de ces deux outils, nous sommes parvenus à dégager une structure semi-conductrice présentant une résistance différentielle négative maximale dont nous donnons les principales caractéristiques. Apres avoir expose les technologies de réalisation de ces composants, nous en effectuons une caractérisation statique et/ou hyperfréquence complète, afin d'en dégager les performances essentielles mais également d'effectuer des comparaisons théorie-experience. A partir des résultats obtenus, il nous est alors possible d'explorer de façon extensive les possibilités d'application du phénomène de résistance négative en hyperfréquence, et nous présentons l'utilisation de cette dernière dans des circuits hyperfréquences pour la réalisation d'un oscillateur, d'un amplificateur, et d'un filtre actif

Pour des raisons de coût, de consommation et de volume, l'intégration complète des systèmes de communication apparaît comme un sujet porteur pour l'industrie de la microélectronique. C'est pourquoi, de nouveaux résonateurs à ondes acoustiques de volume (BAW) se développent. Un des avantages de ces résonateurs est la possibilité de les intégrer dans un système complet sur substrat silicium pour des applications de type filtrage. En revanche, il existe des variations dans le procédé de fabrication qui font que les épaisseurs des matériaux déposés fluctuent légèrement. Cela impacte directement la fréquence de résonance des résonateurs et il convient de palier à ces variations si on souhaite réaliser un système intégré. Le sujet de travail de cette thèse s'inscrit dans le cadre de cette réflexion et porte sur l'étude et la réalisation de nouvelles architectures de filtres permettant l'utilisation de résonateurs BAW accordables en fréquence
For reasons of cost, consumption, and volume, the complete integration of communication systems seems a subject carrying for the micro-electronic industry. That is why, new resonators with bulk acoustic waves (BAW) are developed. One of the advantages of these resonators is the possibility of integrating them in a complete system on silicon substrate for filtering applications. On the other band, there are variations in the manufacturing process which make that the thicknesses of the deposited materials fluctuate slightly. That directly impacts the resonance frequency of the resonators and it is necessary to compensate these variations if one wishes to carry out an integrated system. The thesis work subject deals with the study and the realization of new filters architectures allowing the use of tuneable BAW resonators

Les staphylocoques à coagulase négative (SCN) sont généralement considérés comme des pathogènes opportunistes à faible virulence. Cependant, des études antérieures ont rapporté une pathogénicité de certaines souches similaire à celle observée chez S. aureus ce qui laisse supposer l’expression de facteurs de virulence. Cette thèse vise à contribuer à l’importance des SCN dans les infections primitives sévères. Nous avons évalué le potentiel pathogène de souches cliniques de SCN au Bénin. Pour atteindre cet objectif, des SCN associés à diverses infections cliniques sévères ont été collectés sur une période de 10 mois au Centre National Hospitalier et Universitaire Hubert Koutoukou Maga à Cotonou. Ces souches sont identifiées d’abord par la galerie API® Staph, puis par la spectrométrie de masse MALDI-TOF et analysées pour leur susceptibilité aux antibiotiques et leur capacité à produire des facteurs de virulence. Cette partie de l’étude a montré que les espèces les plus impliquées dans les infections à SCN au Bénin sont : S. haemolyticus et S. epidermidis suivi d’autres espèces comme S. cohnii, S. sciuri, S. arlettae, S. capitis. Nous avons aussi apporté la preuve de la multi-résistance des souches aux antibiotiques, ainsi que de la présence d’au moins un, voire plusieurs facteurs de virulence tels que la protéase, l’estérase, l’hémolysine, la leucotoxine et l’entérotoxine staphylococcique C chez 44% des souches testées particulièrement dans les souches hospitalières isolées d’hémocultures. Ensuite, nous avons caractérisé un nouveau facteur de virulence identifié chez deux souches de S. epidermidis : l’entérotoxine staphylococcique C nommée SECepi qui a été dosée à environ 100 µg/mL dans les surnageants de culture bactérienne. Le gène secepi est constitué de 801 pb correspondant à 266 acides aminés. Sur la base des résultats de la comparaison d'homologie entre la chaîne peptidique de SECepi et les séquences déjà connues, nous avons constaté que SECepi est proche de SEC3 de la souche de S. aureus Mu3, avec trois substitutions d'acides aminés dans le peptide signal et neuf substitutions d'acides aminés dans la protéine mature. Cependant, plusieurs résidus qui sont impliqués dans la formation du complexe trimoléculaire CMH-SEC-TCR sont conservés dans SECepi. L’analyse de la protéine recombinante (rSECepi) révèle une parenté antigénique et une forte homologie structurale prédite avec SECaureus. De plus, cette toxine présente les activités biologiques caractéristiques d'un superantigène (SAg) incluant la stimulation de la mitogénicité et de la production concomitante de fortes doses de cytokines pro-inflammatoires et suppressives chez des lymphocytes T humains activés. Par ailleurs, SECepi résiste assez bien au chauffage à 100°C et à la digestion par les enzymes gastro-intestinales telles que la pepsine et la trypsine. Ces résultats fournissent la preuve que SECepi peut agir comme un superantigène chez l'hôte humain bien que le type sauvage comporte plusieurs mutations chez S. epidermidis. L’étude du dossier médical de l’un des patients a montré que l’entérotoxine produite par la souche de S. epidermidis a bien pu être à l’origine d’éléments de gravité du tableau clinique présenté par ce dernier à son admission en hospitalisation. Enfin, l’analyse génomique des deux souches toxinogènes de S. epidermidis, ainsi que leur aptitude à former du biofilm, confirment les possibilités variées d’échanges génétiques entre cette espèce et S. aureus. Cette thèse souligne l'importance de la surveillance des infections à SCN chez l’homme parce que certaines souches, à l’instar de S. aureus, produisent des facteurs de virulence pouvant aggraver l’état générale l’hôte
Coagulase-negative staphylococci (CNS) are generally considered as opportunistic pathogens with low virulence. However, previous studies have reported pathogenicity of some strains similar to that observed in S. aureus. This thesis aims to contribute to the importance of SCN in severe primitive infections. First, we evaluated the pathogenic potential of clinical CNS strains in Benin. To achieve this objective, CNS associated with various severe clinical infections were collected over at the Hubert Koutoukou Maga National Hospital and University Center in Cotonou. These strains are identified as well as their susceptibility to antibiotics and their ability to produce virulence factors. This part of the study showed that the most involved species in Benin are: S. haemolyticus and S. epidermidis followed by other species such as S. cohnii, S. sciuri, S. arlettae, S. capitis. We also demonstrated the multi-resistance of strains to antibiotics, as well as the presence of potential virulence factors such as protease, esterase, hemolysin, leukotoxin and, enterotoxin Staphylococcal C in 44% of strains tested particularly in hospital strains isolated from blood cultures. We, then, characterized a new virulence factor identified in two strains of S. epidermidis: staphylococcal enterotoxin C called SECepi, which was secreted at ~100 μg/mL in bacterial culture supernatants. The secepi gene consists of 801 bp corresponding to 266 amino acids. On the basis of the comparison between the peptide chain of SECepi and the already known peptide sequences of the SEC, we found that SECepi is close to SEC3 of S. aureus Mu3 strain with three amino acids substitutions in the signal peptide and nine amino acid substitutions in the mature protein. However, most residues involved in formation of the tri-molecular complex CMH-SEC-TCR are conserved in SECepi. Analysis of the recombinant protein (rSECepi) revealed antigenic relationships and a strong structural homology is predicted with SECaureus. Moreover, this toxin exhibits the biological activities characteristic of a SAg including the stimulation of the mitogenicity and the concomitant production of high doses of pro-inflammatory and suppressive cytokines in activated human T lymphocytes. Moreover, SECepi is resistant to heating at 100 °C and digestion by gastrointestinal enzymes such as pepsin and trypsin. These results provide evidence that SECepi can act as a superantigen in humans although the wild type has several mutations in S. epidermidis. The study of the medical record of one of the patients showed that the enterotoxin produced by the strain of S. epidermidis might be at the origin of severity of the clinics presented at hospital admission. Finally, genomic analysis of the two toxigenic S. epidermidis strains confirms the varied possibilities of genetic exchange between this species and S. aureus. This thesis underscores the importance of monitoring CNS infections in humans because some strains, like S. aureus, produce virulence factors that can aggravate the overall host condition

Les staphylocoques a coagulase negative (scn) sont souvent responsables d'infection mammaire chez la chevre et leur presence dans la mamelle provoque une baisse de la production de lait. La caracterisation des staphylocoques isoles de lait de chevre a montre que l'espece la plus souvent isolee est s. Caprae. L'utilisation de la technique du sds-page pour l'analyse des proteines totales des scn a montre que cette methode permet de confirmer le diagnostic d'espece des souches etudiees. L'identification de l'espece s. Caprae n'est pas toujours aisee avec le systeme api-staph. L'utilisation du ribotype a permis de classer 85 souches s. Caprae. De differentes regions de france en 6 ribotypes par digestion des adn avec ecori et 3 ribotypes par digestion avec hindiii, 4 souches ayant un profil biochimique atypique n'ont pu etre classees par cette methode. Le pouvoir pathogene des scn isoles de la mamelle de chevre est mal connu. La recherche de facteurs de virulence chez 165 souches de scn a montre que ces bacteries sont capables de produire des exoproteines et une substance polysaccharidique appelee slime. Ces facteurs peuvent jouer un role dans la virulence des scn. L'injection intramammaire de s. Caprae et s. Xylosus chez la souris en lactation a montre que ces souches sont capables de provoquer des lesions de mammite clinique chez la souris. L'etude de la sensibilite aux antibiotiques de 105 souches a montre que 39 souches dont 31 appartenant a l'espece s. Caprae, sont resistantes a la fosfomycine. Les cmi sont comprises entre 64-1024 mg/ml. Un plasmide de 7,6 kb porte par la souche s. Caprae b27 transfere chez e. Coli confere la resistance a la fosfomycine a cette bacterie

Les bactéries des microbiotes vivent avec l'homme une interaction mutualiste et tout facteur perturbant l'une ou l'autre des parties peut rompre l'équilibre établi engendrant diverses modifications des interactions. Les staphylocoques sont des bactéries opportunistes prévalentes et diverses au sein du microbiote des enfants. Deux modèles complémentaires et d'intérêt clinique majeur ont été utilisés dans le but de 1) décrire la dynamique d'implantation du microbiote digestif chez le très grand prématuré et la transmission de bactéries pathogènes dont les staphylocoques à coagulase négative par voie digestive via le lait maternel, 2) rechercher et caractériser des bactéries opportunistes présentant une résistance aux antibiotiques émergente dans une niche écologique complexe en prenant l'exemple de Staphylococcus aureus de sensibilité diminuée aux glycopeptides (GISA/hGISA) dans les voies respiratoires au cours de la mucoviscidose.Staphylococcus epidermidis est l'espèce prédominante dans les selles des nouveau-nés prématurés. Le lait maternel même pasteurisé est porteur de staphylocoques à coagulase négative. Au niveau des populations, un répertoire d'espèces similaire est retrouvé dans le lait cru, le lait pasteurisé, les selles et le sang. L'étude des cas montre une clonalité entre des souches du lait avant pasteurisation, des selles et du sang. La transmission du streptocoque du groupe B par le biais du lait maternel lors des infections tardives est un exemple de l'hypothèse physiopathologique proposée.Cinq cas de souches S. aureus GISA/hGISA dans le microbiote respiratoire des sujets atteints de mucoviscidose sont décrits. Ces résistances retrouvées chez 4,7% des patients atteints de mucoviscidose et colonisés/infectés par S. aureus ont des caractéristiques atypiques, 3 souches sur 8 étant méticillinosensibles. De plus, les facteurs de risque d'acquisition et de sélection classiquement décrits pour S. aureus GISA/hGISA ne sont pas systématiquement présents, suggérant un rôle particulier de la niche pathologique constituée par les voies respiratoires des patients atteints de mucoviscidose dans l'émergence de ces souches.La dynamique de transmission et d'émergence de pathogènes opportunistes au sein des microbiotes est un élément de connaissance considérable pour améliorer la prévention des infections et anticiper de la prise en charge chez de patients de plus en plus fragiles
Staphylococci are prevalent opportunistic bacteria in children' microbiota. Two models were used in order to 1) describe the dynamic of colonization of the digestive microbiota in premature neonate and the transmission of pathogenic bacteria as coagulase negative staphylococci from the gastrointestinal tract via breast milk, 2) search and characterize opportunistic bacteria with emerging antibiotic resistance in a complex microbiota with the example of Staphylococcus aureus with reduced susceptibility to glycopeptides in respiratory tract in cystic fibrosis

Afin de pouvoir continuer la miniaturisation de la brique de base des circuits électroniques, le transistor MOS, l'introduction d'oxyde de grille à haute permittivité était inévitable. Un empilement de type high-k/grille métal en remplacement du couple SiO2 /Poly-Si est introduit afin de limiter le courant de fuite tout en conservant un bon contrôle électrostatique du canal de conduction. L'introduction de ces matériaux pose naturellement des questions de fiabilité des dispositifs obtenus et ce travail s'inscrit dans ce contexte. Afin de réaliser des mesures de durée de vie sans avoir à finir les dispositifs, une méthode utilisant le C-AFM sous ultravide est proposée. Le protocole expérimental repose sur une comparaison systématique des distributions des temps de claquage obtenues à l'échelle du composant et à l'échelle nanométrique. La comparaison systématique des mesures s'avère fiable si l'on considère une surface de contact entre la pointe et le diélectrique de l'ordre du nm². Des distributions de Weibull présentant une même pente et un même facteur d'accélération en tension sont rapportées montrant une origine commune pour le mécanisme de rupture aux deux échelles.Une résistance différentielle négative, précédant la rupture diélectrique, est rapportée lors de mesures courant-tension pour certaines conditions de rampe. Ce phénomène de dégradation de l'oxyde, visible grâce au C-AFM , est expliqué et modélisé dans ce manuscrit par la croissance d'un filament conducteur dans l'oxyde. Ce même modèle permet aussi de décrire la rupture diélectrique.Finalement, l'empilement de grille bicouche du noeud 28nm est étudié. Une preuve expérimentale montrant que la distribution du temps de claquage du bicouche est bien une fonction des caractéristiques de tenue en tension propres de chaque couche est présentée.

Le dioxyde de niobium (NbO2) a récemment suscité un vif intérêt dans les domaines de la physique des solides et nano-dispositifs technologiques. D'une part, le NbO2 isolant à température ambiante subit une distorsion structurelle accompagnée d'une transition de phase électronique par laquelle il devient métallique à des températures supérieures à 1080 K. D'autre part, NbO2 présente une phase de résistance différentielle négative sous l'application du courant électrique, un phénomène connu sous le nom de résistance différentielle négative contrôlée par le courant CC-NDR. Dans cette thèse, nous avons fabriqué des films minces de NbO2 par la technique de pulvérisation RF-mangnétron sur des substrats amorphes et cristallins (verre et silicium). Les films déposés sont toujours amorphe, et un traitement de recuit des films déposés est nécessaire pour atteindre la cristallinité. Lors des études électroniques sur NbO2, nous avons observé la CC-NDR avec une hystérèse dans les courbes V(I). Nous avons montré que cette hystérèse dynamique est due à l'inhomogénéité de la température. Les mesures de transport électronique en fonction de la température montrent qu'il n'y a pas de transition métal-isolant associée à la CC-NDR. Par ailleurs, nous avons montré qu’il y avait un changement similaire de la conductivité lié à la température dans les échantillons amorphes et cristallins, cependant, l'échantillon amorphe est un meilleur conducteur électronique et thermique. Enfin, nous avons prouvé que la CC-NDR peut être simplement expliqué par la création de porteurs excités thermiquement dans un semi-conducteur, sans la nécessité de faire appel à des mécanismes de transport plus complexes
Niobium dioxide (NbO2) has been recently gaining a lot of interest in the fields of solid state physics and technological nano-devices. On one hand, NbO2 undergoes a structural distortion accompanied by an electronic phase transition where the material changes from an insulating state at room temperature into a metallic state at temperatures above ∼ 1080 K. On the other hand, NbO2 exhibits a negative differential resistance phase under the application of electric current, a phenomenon known as current-controlled negative differential resistance CC-NDR. In this thesis, we have fabricated thin films of NbO2 by RF-mangentron sputtering technique on amorphous and crystalline substrates (glass and silicon). The deposited films were always amorphous, and annealing treatment of the as-deposited films was necessary to achieve crystallinity. . Upon performing electronic studies on NbO2, we witnessed CC-NDR with a hysteresis in the V(I) curves. We showed that hysteresis in CC-NDR is due to temperature inhomogeneity. Simultaneous electronic transport and Raman measurements show that CC-NDR is not associated to a phase transition. Moreover, we showed that there is a similar temperature driven change in conductivity in both the amorphous and the crystalline samples, however, the amorphous sample is a better electronic and thermal conductor. Finally, we proved that the CC-NDR may be simplyexplained by the creation of carriers by temperature in a semiconductor, without the need for invoking more complicated transport mechanisms

Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse en co-tutelle concerne deux domaines d’étude de l'interaction fluide-structure. Le premier relevant du Génie Minier traite de l'interaction entre une grille mobile au sein d'un sluice et de l'écoulement confiné associé. Le second relevant de l'Hydrodynamique fondamentale porte sur l'interaction d'un cylindre monté sur appuis souples et un écoulement à surface libre en présence de fond. Notre travail contribue à l’étude des écoulements confinés à surface libre par une approche expérimentale. Nous avons couplé des techniques de visualisation par caméra CCD, de mesures de champs de vitesse par PIV et d'efforts hydrodynamiques pour qualifier la dynamique des objets en mouvement dans l'écoulement. Les méthodes et dispositifs expérimentaux sont alors appliqués à l'étude de l'écoulement autour de deux maquettes simplifiées d'un JIG à grille mobile puis à celui du cylindre vibrant sous l'effet de l'écoulement. L’acquisition par PIV suivi des traitements statistique multi-variables par POD nous a permis d'étudier l'évolution des zones de recirculation dans le compartiment ainsi que le champ de vitesse instationnaire. L’étude expérimentale a été complétée par une simulation numérique par ANSYS14.5 pour la maquette de JIG et par un modèle numérique d’oscillation du sillage pour le cylindre. Ces travaux nous ont permis de mettre en évidence une technique simple pour mettre en mouvement, dans un sluice, un filet attaché à un cylindre et d'étudier les effets du confinement sur un cylindre vibrant en présence de surface libre
The work realized under this co-supervised thesis concerns two study areas of fluid-structure interaction. The first concerned the Mineral Engineering and deals with the interaction between a moving grate in a sluice and the confined flow associated. The second concerns the fundamental Hydrodynamics and deals with the interaction of a cylinder mounted on flexible supports and a free surface flow in presence of plane wall. Our work contributes to the study a confined free surface flow by experimental approach. We coupled techniques of CCD camera visualization, velocity fields measurements by PIV and hydrodynamic forces to qualify the dynamics of structure motion in the flow. Experimental methods and devices are applied to the study the flow around two simplified models of a moving JIG grate and then to study a vibrating cylinder due to flow. Treatments of PIV data acquisitions by multivariable statistical POD enabled us to describe evolution of recirculation zones in the compartment and unsteady velocity field. Experimental study was completed by a numerical simulation of Jig model by using ANSYS14.5 and a numerical wake oscillator model for the case of the cylinder. This work highlighted a simple technique to give motion, in a sluice, a attached net to a cylinder and to study effects of free surface flow confinement on a vibrating cylinder

L'intégration de diélectriques High-k dans les empilements de grille des dispositifs MOS a fait naître de nouvelles interrogations concernant la fiabilité des futurs nœuds technologiques. La miniaturisation constante des dispositifs conduisant à l'amincissement des épaisseurs d'oxyde de grille, leur caractérisation électrique est rendue de plus en plus complexe à l'échelle du dispositif. Pour palier à ce problème, l'utilisation d'un microscope à force atomique en mode conducteur sous ultravide permet grâce à la faible surface de contact entre la pointe et l'échantillon de réduire suffisamment le courant tunnel pour pouvoir étudier la dégradation et le claquage diélectrique d'oxyde ultra fin. La comparaison systématique des résultats de fiabilité de l'empilement High-k du nœud 28nm et de la couche interfaciale seule ayant subi les mêmes étapes de développement que celles présentes dans l'empilement, obtenus par C-AFM sous ultra vide, ont permis de montrer expérimentalement que la probabilité de claquage des oxydes de grille High-k est gouvernée par la fiabilité propre des couches qui la composent, et de déduire une loi d'extrapolation de la durée de vie en tension et en surface ce qui permet de prédire la statistique de défaillance du dispositif. Les impacts d'un pré-stress en tension de l'ordre de la milliseconde sur les distributions de claquage des oxydes de grille simples et bicouches ont été rapportés. Ces résultats sont expliqués dans ce manuscrit par le déclenchement lors de l'application du stress, d'une dégradation au sein de l'oxyde, prenant naissance dans la couche interfaciale des oxydes High-k et conduisant à une réduction locale de l'épaisseur de diélectrique. Des phénomènes de résistance différentielle négative au moment de la rupture diélectrique ont été étudiés et modélisés pour différentes épaisseurs d'oxyde, par une croissance filamentaire de la dégradation. Il a été possible de donner une expression analytique reliant le temps caractéristique de croissance filamentaire et le temps moyen de claquage observé sur les distributions statistiques. Enfin, les mesures C-AFM de ce travail ont été étendues au cas des structures MIM utilisées pour le développement des futurs mémoires résistives OxRAM. Dans ce cas un effet d'auto-guérison à l'échelle nanométrique a été mis en évidence
Integration of High-k dielectrics in gate oxides of MOS raised new issues concerning the reliability of futur technology nodes. The constant miniaturisation of devices leads to thinner gate oxides, making their electrical caracterisation more complex at the device scale. To solve this problem, an atomic force microscope in conductive mode under ultra high vacuum can be used thanks to the readuce contact area between the tip and the sample which allow a drastic decrease of the tunneling current and thus the study of the degradation and the dielectric breakdown of ultra-thin oxides. The systematic comparaison of the TDDB distributions obtained on the High-k gate oxide of the 28nm technology node on one side and obtained on the Interfacial layer alone revealed that the failure probability of High-k oxides is governed by the failure probability of each layer present in the stack. This allow to give an extrapolation law of the High-k gate oxide lifetime as a function of the applied voltage and the electrode area and to predict the failure statistic of the 28nm tehcnology node. The impact of voltage pre-stress with a microseconde range of duration on the TDDB and VBD distributions of both single layer and High-k gate oxides is given is the manuscript. The results are then interpreted by an invasive degradation nucleating from an interface during a stress and leading to a local thinned oxide. Pre-breakdown negative differential resistance have been studied and modeled for several oxide thickness, using a growing mecanism of the elctrical degradation. An analytic expression linking the growth caracteristic time of the filament and the mean time to breakdown observed on the statistical distributions has then been given. Finally, C-AFM measurements developped in this work has been extended to MIM structures used for oxide resistive random access memories (OxRAM). A self healing has been observed at the nanometric scale for these samples

Ce travail concerne les transistors bipolaires à hétérogène TBH SiGe. En particulier, l'auto-échauffement des transistors unitaires et le couplage thermique avec leurs plus proches voisins périphériques sont caractérisés et modélisés. La rétroaction électrothermique intra- et inter-transistor est largement étudiée. En outre, l’impact des effets thermiques sur la performance de deux circuits analogiques est évalué. L'effet d'autoéchauffement est évalué par des mesures à basse fréquence et des mesures impulsionnelles DC et AC. L'auto-échauffement est diminué de manière significative en utilisant des petites largeurs d'impulsion. Ainsi la dépendance fréquentielle de l’autoéchauffementa été étudiée en utilisant les paramètres H et Y. De nouvelles structures de test ont été fabriqués pour mesurer l'effet de couplage. Les facteurs de couplage thermique ont été extraits à partir de mesures ainsi que par simulations thermiques 3D. Les résultats montrent que le couplage des dispositifs intra est très prononcé. Un nouvel élément du modèle de résistance thermique récursive ainsi que le modèle de couplage thermique a été inclus dans un simulateur de circuit commercial. Une simulation transitoire entièrement couplée d'un oscillateur en anneau de 218 transistors a été effectuée. Ainsi, un retard de porte record de 1.65ps est démontré. À la connaissance des auteurs, c'est le résultat le plus rapide pour une technologie bipolaire. Le rendement thermique d'un amplificateur de puissance à 60GHz réalisé avec un réseau multi-transistor ou avec un transistor à plusieurs doigts est évalué. La performance électrique du transistor multidoigt est dégradée en raison de l'effet de couplage thermique important entre les doigts de l'émetteur. Un bon accord est constaté entre les mesures et les simulations des circuits en utilisant des modèles de transistors avec le réseau de couplage thermique. Enfin, les perspectives sur l'utilisation des résultats sont données
The power generate by modern silicon germanium (SiGe) heterojunction bipolar transistors (HBTs) can produce large thermal gradients across the silicon substrate. The device opering temperature modifies model parameters and can significantly affect circuit operation. This work characterizes and models self-heating and thermal coupling in SiGe HBTs. The self-heating effect is evaluated with low frequency and pulsed measurements. A novel pulse measurement system is presented that allows isothermal DC and RF measurements with 100ns pulses. Electrothermal intra- and inter-device feedback is extensively studied and the impact on the performance of two analog circuits is evaluated. Novel test structures are designed and fabricated to measure thermal coupling between single transistors (inter-device) as well as between the emitter stripes of a multi-finger transistor (intra-device). Thermal coupling factors are extracted from measurements and from 3D thermal simulations. Thermally coupled simulations of a ring oscillator (RO) with 218 transistors and of a 60GHz power amplifier (PA) are carried out. Current mode logic (CML) ROs are designed and measured. Layout optimizations lead to record gate delay of 1.65ps. The thermal performance of a 60GHz power amplifier is compared when realized with a multi-transistor array (MTA) and with a multi-finger trasistor (MFT). Finally, perspectives of this work within a CAD based circuit design environment are discussed