Literatura académica sobre el tema "Diélectriques à Haut k"

RésuméDans le cadre de l'étude de l'interaction eau-kaolinite, des mesures de conductivité (pertes diélectriques) et de permittivités réelles ont été entreprises à fréquence variable (103–107 Hz) et en fonction de la température (27–80°C). La conductivité croît avec la fréquence et la température de mesures. L'utilisation d'un modèle de conduction par déplacement de protons par sauts discrets entre sites localisés est applicable. La loi σ′(ω) ∼ Aωs est vérifiée. L'évolution du paramètre s en fonction de la pression de vapeur d'eau permet de déterminer le mécanisme d'établissement de la monocouche d'eau sur le solide. La permittivité réelle décroît avec la fréquence. C'est une fonction croissante de la pression de vapeur d'eau. Un calcul simple permet de retrouver la loi expérimentale relative à la permittivité ɛ′ ∼ exp(K√P).

ZusammenfassungDer demografische Wandel bringt eine wachsende Gruppe hochbetagter und geriatrischer Patienten mit sich. Da die Inzidenz nicht-melanozytärer Hauttumoren bei Hochbetagten sehr hoch ist und schlechte Versorgung sowie fehlendes Bewusstsein gegenüber dieser Tumorentität zu Verzögerungen bei der ärztlichen Konsultation führen kann, wird man in der Dermatologie immer wieder mit sehr großen Hauttumoren konfrontiert. Obwohl mit zunehmendem Alter die Operationsrisiken steigen, ist die mikrografisch kontrollierte chirurgische Tumorexzision dennoch die Therapie der Wahl. Wir stellen einen 91-jährigen Patienten mit einem riesigen Plattenepithelkarzinom der Haut vor, bei dem durch ein radikales dermatochirurgisches Vorgehen sowohl Tumorfreiheit als auch maximale Funktionalität und eine Wiederherstellung der Lebensqualität erreicht werden konnten. Dieser Fall beschreibt einige der Anforderungen an eine effektive und patientenorientierte Therapie bei großen Hauttumoren in dieser Altersgruppe.

ZusammenfassungDie Kalziphylaxie ist eine seltene, jedoch mit hoher Morbidität und Mortalität einhergehende Erkrankung, die in erster Linie Dialysepatienten und Patienten mit fortgeschrittener Nierenerkrankung betrifft. Das klinische Bild ist durch äußerst schmerzhafte und häufig nekrotisierende Ulzerationen der Haut charakterisiert, histologisch finden sich ausgeprägte Mediaverkalkungen kutaner Arteriolen, teilweise auch Kalzifikationen im umgebenden Weichteilund Fettgewebe. Eine differenzialdiagnostische Abgrenzung zu kutanen Vaskulitiden, zur Pyoderma gangraenosum oder zu diabetischen Ulzera kann mitunter schwierig sein. In der Vergangenheit bestand die Vermutung, dass die Kalziphylaxie im Rahmen einer renalen High-turnoverOsteopathie bei unkontrolliertem Hyperparathyreoidismus kausal ausgelöst wird. Hier weisen neue Registerdaten jedoch in eine andere Richtung: Eine adyname (Low-turnover-)Osteopathie, Entzündungsprozesse, Hyperphosphatämie, Verkalkungsinhibitormangel und Vitamin-K-Antagonismus scheinen als Risikofaktoren eine dominierendere Rolle zu spielen. Therapeutische Erfolge sind mit Kalzimimetika, Bisphosphonaten und Natrium-Thiosulfat berichtet worden, allerdings nur in Fallberichten bzw. Fallserien - randomisierte Behandlungsstudien zu diesem seltenen Krankheitsbild liegen nicht vor. Potenziell vielversprechend ist die Vitamin-K-Supplementation, essenziell ist eine professionelle Wundbehandlung.

ZUSAMMENFASSUNGDie Kalziphylaxie ist eine seltene, mit hoher Mortalität assoziierte Erkrankung der Haut, die hauptsächlich bei Patienten mit fortgeschrittenen Nierenerkrankungen bzw. im Dialysestadium auftritt. Sie ist charakterisiert durch ausgesprochen schmerzhafte, nekrotisierende kutane Ulzerationen. Histomorphologische Kennzeichen sind vor allem ubiquitäre Verkalkungen der Media kleiner Arteriolen und gelegentlich auch in den angrenzenden Geweben. Zu den Differenzialdiagnosen gehören vaskulitische Hautveränderungen, Pyoderma gangraenosum, diabetische Ulzerationen und Cholesterinembolien. Hier geben aber die Patientenanamnese (Niereninsuffizienz, Dialyse, sowie der Einsatz von Vitamin K-Antagonisten) und die Schmerzhaftigkeit wesentliche Hinweise in Richtung Kalziphylaxie. Anfangs bestand die Vermutung, dass die Kalziphylaxie ursächlich einem schweren Hyperparathyreoidismus zugeordnet werden müsse, Registeranalysen haben diese Auffassung aber deutlich relativiert. Vielmehr scheinen Faktoren wie eine überschießende Kalzium- und Phosphatbilanz, ein adynamer Knochenstoffwechsel, Entzündungsprozesse, Verkalkungshemmermangel und therapeutischer Vitamin-K-Antagonismus als Trigger eine kausale Rolle zu spielen. Die aktuellen therapeutischen Ansätze (Natrium-Thiosulfat, Vitamin K2, ggf. Bisphosphonate, ggf. Kalzimimetika oder Parathyreoidektomie) werden möglicherweise mittelfristig um SNF472 (parenterales Phytat), einem pyrophosphatähnlichen Hexaphosphat, ergänzt, das aktuell in prospektiven Studien in der Indikation der Kalziphylaxiebehandlung evaluiert wird.

ResumeL'analyse semi-quantitative, avec une microsonde électronique CAMEBAX, met en évidence des variations chimiques significatives dans des assemblages simples de minéraux argileux. La méthode est décrite et deux applications sont présentées et interprétées en termes de genèse et de paléoenvironnement. La microgéochimie d'illites et de chlorites du Crétacé inférieur (Marge du Maroc) évolue vers le haut de la série (diminution du magnésium) et semble influencée par une diagenèse salifère transformant des argiles détritiques. Des chlorites hypermagnésiennes apparaissent dans les sédiments les plus profonds, et autorisent l'hypothèse d'une authigenèse en milieu confiné. Les différentes smectites étudiées a la limite basalte-sédiment des sites 105 et 384 du DSDP (NW Atlantique) peuvent aisément être distinguées par leur microgéochimie avec Mg, Na, K, Al, Fe, Ti. Elles reflètent diverses sources volcaniques et leurs caractères sont très différents de ceux des smectites terrigènes communes.

Abstract In this paper, we provide the first structural map of Les Saintes archipelago (Guadeloupe, Lesser Antilles). The finite strain pattern displays four families of fault systems characterized by their statistical structural orientations: N000-N020, N050-N070, N090-N110 and N130-N140 trending fault systems. Our onshore results thus underline a fault network much more complex than the one depicted by the previous offshore geophysical investigations around Les Saintes archipelago, which show only N120-N150 trending system. According to the available K-Ar dating of the volcanic rocks and the relative chronology of the faults defined in the field, we determine the deformation history in Les Saintes islands since the last 3 Ma. The four highlighted trending fault systems are already active since the Pliocene and are consistent with the present-day extensional tectonics in the Guadeloupe archipelago compatible with the reactivation of inherited structures at the active arc scale. We interpret the tectonic evolution of Les Saintes islands as the result of interplay between subduction of aseismic ridges (Tiburon and Barracuda ridges) and oblique convergence. Furthermore, we recognized an exhumed geothermal paleo-system in Terre-de-Haut island which is a good analogue of the present-day active Bouillante geothermal system. Its duration is estimated at 400 k.y. during the Pliocene.

La diarrhée néonatale est la principale cause de maladie chez les veaux. Elle a un impact économique important et représente une voie de contamination majeure pour les eaux et l’environnement. Cette étude a été menée pour identifier les principales bactéries impliquées dans les diarrhées de veaux à Daloa et évaluer leur sensibilité vis-à-vis des antibiotiques. Un total de 35 échantillons dont 22 selles fraîchement émises de veaux diarrhéiques et 13 échantillons de surface ont été analysés. L’identification des souches par la détermination des caractères culturaux et biochimiques et l'évaluation de leur sensililité par l’antibiogramme, ont permis de mettre en évidence les profiles de résistance de ces souches. Le taux de prévalence des E. coli dans les diarrhées de veaux était de 65,63%. Celui des autres enterobacteries (S. marcescens, P. mirabilis et K. oxytoca) était de 12,5%. L’analyse des profiles de résistances a revelé que les souches d'E. coli étaient productrices d'enzymes BLSE ou de céphalosporinases de haut niveau. Des mesures préventives visant à réduire l'utilisation des antibiotiques et une meilleure hygiène permettraient de réduire l'impact de ces maladies. Neonatal diarrhea is the leading cause of illness in calves. It has an important economic impact and represents a major pathway of contamination for water and the environment. This study was conducted to identify the main bacteria involved in diarrhea in Daloa and to evaluate their sensitivity to antibiotics. A total of 35 samples including 22 freshly passed stools from diarrheic calves and 13 surface samples were analyzed. The identification of the strains by determining the cultural and biochemical characteristics and the evaluation of their susceptibility by antibiogram, allowed to highlight the resistance profiles of these strains. The prevalences rate of E. coli in diarrhea was 65,63%; other enterobacteria (S. marcescens, P. mirabilis and K. oxytoca) prevalence was 12,5%. Analysis of resistance patterns revealed that E. coli strains were producers of ESBL enzymes. Preventive measures to reduce the use of antibiotics and better hygiene would reduce the impact of these diseases.

Covering an area of 576 square kilometers, the Ourika watershed is a sub-watershed of the large Tensift basin, located on the northwest slopes of the Marrakech High Atlas, in mid-west Morocco. This basin of dramatic topography, with sparse vegetation cover and friable substrates, is under increasing human action exacerbated by a variable and changing climate. Its vulnerability to water erosion is quite high, increasing risks of wadi flows with significant sediment loads. The aim of this work was to quantify soil loss in the basin using the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) and Geographic Information System. The results showed that the Ourika watershed was subject to strong climatic aggressiveness ranging from 55.22 to 100.57 MJ.mm/ha.h. The average soil erodibility value, K, was 0.48 t.ha.h/ha.MJ.mm, with a standard deviation of 0.28 t.ha.h/ha.MJ.mm. Slopes with values higher than 35% represented 72% of the watershed’s area, with the topographic factor, LS, values ranging from 0.01 to 94.5. The vegetation factor was high throughout the Ourika watershed while C values were higher than 0.5 for 73% of the watershed’s area. The average soil loss obtained in the basin was 380 t/ha/year. These results indicated that 48% of the watershed’s area was subject to a soil loss between 50-400 t/ha/year, and between 400 and 1000 t/ha/year for 30% of the watershed. Soil loss below the tolerance level (<7 t/ha/year) represented only 4% of the watershed area. These findings served in highlighting the significance of erosion in the Ourika watershed.

La présence de lacunes d’oxygène dans les diélectriques est supposée dégrader les propriétés électriques des transistors « high-k metal gate ». Nous avons donc étudié les possibilités d’une nouvelle méthodologie pour analyser ces défauts dans des couches minces de HfO2. Il s’agit d’utiliser des techniques optimisées pour la caractérisation de nano-dispositifs i.e. la spectroscopie de perte d'énergie des électrons (EELS) en microscopie électronique en transmission et la cathodoluminescence (CL)calibrées par la spectroscopie d’annihilation de positons (PAS). Des films de HfO2 ont été déposés par ALD et PVD sur des substrats de silicium. Pour les besoins du PAS, des couches d’épaisseur (10 à 100nm) supérieure au standard de la nanoélectronique ont été élaborées. D’après leurs analyses par DRX,RBS/NRA, MEB, TEM. Ces couches présentent majoritairement une structure complexe et un excès d’oxygène important. Les résultats PAS dépendent de la technique de dépôt et du traitement thermique.Leur comparaison avec des caractérisations électriques sur les couches les plus minces indique la génération de champs électriques dans la couche, à l’interface avec le substrat et dans le substrat. Ces observations confirment la présence de charges évoquée dans la littérature. Ces études ont permis de mettre au point la méthodologie et les conditions d’acquisition et d’analyse des spectres EELS et CL.Ceux-ci dépendent de la technique de dépôt et du traitement thermique. Cependant la qualité des couches n’a pas permis d’isoler les effets de la stoechiométrie. Ce travail ouvre de nombreuses perspectives pour approfondir la compréhension des phénomènes se déroulant au sein des nano-dispositifs
The presence of oxygen vacancies in high-k oxides is fore seen to have detrimental effects in high-kmetal gate MOS transistors. To validate this hypothesis, we investigate the possibility of using electron energy loss spectroscopy in an electron transmission microscope (EELS) and the cathodoluminescence(CL) calibrated by the positron annihilation spectroscopy (PAS) to analyze these defects in thin HfO2 layers.To develop this methodology, HfO2 films have been deposited both by ALD and PVD on silicon substrates. To make the samples adapted to the PAS depth resolution, the layers thicknesses (10 to100 nm) are higher than those used in microelectronics. According to XRD, RBS/NRA, MEB, TEM results, these layers present a complex structure and a large excess of oxygen.PAS results depend both on the deposition technique and on the heat treatment. They evidence the presence of electric fields in the oxide layer or at the interface with the substrate. Electrical measurements in the thinnest layers, confirm the presence of charges in the oxide layer as already mentioned in the literature. The sign of these charges changes with heat treatment and is in agreement with the PAS results.EELS improved data acquisition has been developed. The EELS and CL spectra have been analyzed using a systematic methodology allowing to extracting characteristic parameters. They depend on the deposition technique and the heat treatment. However, due to the poor quality of the layers, it has not been possible to isolate the effects of the stoichiometry. This work opens many perspectives to improve knowledge on phenomena occurring in devices

Cette thèse examine les films minces d’oxyde de hafnium (HfO2) pour leur potentiel dans lesnanocondensateurs, répondant aux besoins en miniaturisation et haute performance del’électronique moderne. Le HfO2 est compatible avec la Déposition par Couches Atomiques(ALD), ce qui permet des dépôts minces précis et homogènes, essentiels pour garantir la fiabilitédes dispositifs électroniques. Les films minces sont soumis à différentes techniques de fabricationet de caractérisation pour analyser leur morphologie et leurs propriétés électriques, notamment laconstante diélectrique, la tension de claquage et la capacité de stockage d’énergie. Cette approchepermet de déterminer comment optimiser ces matériaux, à la fois en configurations amorphes eten structures cristallines, pour des performances maximales.Pour les diélectriques amorphes linéaires, HfO2 est combiné avec d’autres oxydes, tels quel’alumine et la silice, dans des structures de nanolaminés et de solutions solides. Ces combinaisonssont conçues pour stabiliser la constante diélectrique et offrir une résistance au claquage,améliorant l'efficacité du stockage d’énergie. La linéarité et la stabilité de ces matériaux amorphesles rendent particulièrement adaptés aux applications nécessitant une capacitance stable.L’étude approfondit aussi les propriétés des diélectriques cristallins non linéaires, dopés avec dusilicium ou de la zircone. Différentes températures de déposition et de recuit révèlent descomportements ferroélectriques et antiferroélectriques, augmentant la densité d’énergie et lastabilité. Cependant, les matériaux ferroélectriques, bien que prometteurs pour des applications àhaute densité, sont sensibles aux variations de tension, ce qui limite leur usage dans les applicationsnécessitant une capacitance constante. Les matériaux antiferroélectriques, en revanche, présententune stabilité accrue face aux variations de tension, mais ils font encore face à des défis d’efficacitéénergétique et de gestion thermique. La recherche souligne la variabilité de la constantediélectrique comme un défi majeur pour l'utilisation de ces matériaux dans des applicationsnécessitant une capacitance stable, comme le filtrage de signaux. Les matériaux nanolaminés etles solutions solides sont privilégiés pour obtenir une capacitance linéaire, mais leur efficacité restelimitée en termes de permittivité. L’exploration des phases non linéaires, cependant, ouvre la voieà des performances accrues dans certaines applications avancées.En conclusion, cette étude apporte un éclairage précieux sur les films minces d’oxyde de hafniumet leur rôle dans les nanocondensateurs, en explorant des solutions d’optimisation pour améliorerles performances diélectriques, notamment par les techniques de fabrication et les compositionsde matériaux. Les matériaux linéaires et non linéaires présentent chacun des avantages distincts,mais des recherches supplémentaires sont nécessaires pour surmonter les défis liés à la durabilité,l’efficacité électrique et la gestion thermique, afin de développer des condensateurs plusperformants pour les technologies électroniques modernes
This research investigates the use of hafnium oxide (HfO2)-based thin films in nanocapacitors, focusing on both their linear and non-linear electrical properties to meet the growing demands of high-performance and miniaturized electronic devices. Starting with the fundamental physics of energy storage capacitors, the investigation highlights the essential characteristics of effective dielectric materials, such as a high dielectric constant and a substantial band gap. Hafnium-based materials are particularly promising due to their compatibility with Atomic Layer Deposition (ALD), which allows for precise and uniform thin-film deposition—crucial for ensuring reliable performance in electronic devices.To understand the potential of these materials, various fabrication and characterization techniques were employed. This includes specific deposition processes to create the thin films and morphological tests to study the physical structure of the capacitors. Electrical testing plays a key role in evaluating critical parameters like dielectric constant, breakdown voltage, and overall energy storage capacity. By analyzing these factors, a comprehensive view of how both linear and non-linear hafnium-based dielectrics perform is provided.When exploring linear, amorphous hafnium-based dielectrics, HfO2 is combined with aluminum oxide and silicon dioxide to enhance dielectric properties. Different configurations, such as nanolaminates and solid solutions, are tested to find the optimal balance. The goal is to achieve materials that maintain a high dielectric constant and resist voltage breakdown, thereby improving their ability to store energy efficiently. On the other hand, a detailed look into non-linear, crystalline dielectrics examines the effects of doping hafnium oxide with elements like zirconia and silicon. Different deposition and annealing temperatures are assessed for their impact on crystalline structure and polarization behavior, revealing complex ferroelectric and antiferroelectric behaviors that could offer high energy density and stability.The findings suggest that while ferroelectric materials might not be suitable for applications requiring linear capacitance due to their sensitivity to voltage variations, antiferroelectric materials show promise. However, they still face challenges related to electrical efficiency and thermal management. Finding materials that can effectively stabilize voltage variations is crucial, as capacitors are increasingly used to manage these fluctuations in modern electronics.A significant challenge identified is the variability in the dielectric constant, which can limit the use of these materials in applications demanding stable capacitance, such as signal filtering. To address this issue, solid solutions and laminated materials, which provide consistent linear capacitance, are prioritized. Although these materials are effective up to a certain permittivity threshold, exploring non-linear phases opens the door to potentially higher performance under specific conditions.In summary, understanding of HfO2-based thin films and their role in nanocapacitors is advanced by this research. By examining both linear and non-linear dielectric materials, insights into how to optimize fabrication techniques and material compositions to improve dielectric properties are provided. Ongoing research into issues like material endurance, electrical efficiency, and thermal management is essential for developing reliable and high-performing capacitors that meet the evolving demands of modern electronic technologies

Cette thèse traite de l’étude des variations du travail de sortie effectif du métal de grille dans les empilements High-κ / Grille métal. Pour ce faire, nous avons étudié et développé des techniques de caractérisation électrique dont, notamment, l’étude de la réponse capacitive des structures MOS et la mesure du courant de photoémission interne. Ces techniques nous ont permis d’isoler les différentes composantes du travail de sortie effectif du métal de grille. Nous avons ainsi démontré que le ces variations viennent principalement d’un dipôle à l’interface High-κ / SiO2. De plus, nous avons mis en évidence une forte réduction du travail de sortie effectif des grilles P pour les faibles épaisseurs de SiO2 (Roll-Off) qui est, elle aussi, due à un dipôle à cette même interface. Enfin, nous avons étudié l’impact des procédés de fabrication sur ce dipôle puis, plus généralement, sur le travail de sortie effectif des grilles
In this PhD report, we study the variations of the effective metal work function in High-k metal gate devices. To perform this analyse, we have firstly studied and developed electrical characterisation techniques and especially the analyse of the capacitive response of MOS structure and the measurement of the internal photo-emission current. These methods have allowed us isolating the different components influencing the effective metal gate work function. Using these methods, we have demonstrated that these variation mostly originate from a dipole at the High-k / SiO2 interface. Moreover, we have evidenced a reduction of effective work function for P type metal gates. This phenomenon also originate from a dipole at the same interface. Finally, we have studied the influence of fabrication processes on this dipole and, more genarally, on the effective metal gate work function

L'essor du marché des MicroSystèmes ElectroMécaniques (MEMS : MicroElectroMechanial Systems) durant les deux dernières décennies s'est accompagné d'efforts de recherche soutenus pour élargir leurs champs d'application. Employés comme capteurs gravimétriques, des microstructures vibrant à la résonance permettent une détection ultrasensible pouvant aller jusqu'à la masse d'un seul proton pour les plus ultimes d'entre elles. Les capteurs MEMS gravimétriques fonctionnalisés apparaissent alors comme une alternative sans marquage aux technologies existantes de détection d'analytes chimiques et biologiques. Leur résolution est exacerbée par la réduction en taille, et un des principaux enjeux au développement de tels capteurs miniaturisés provient de la capacité à réaliser des moyens de transduction électromécanique - actionnement et détection électriques du mouvement mécanique - robustes et intégrés. Ces travaux de thèse présentent l'étude de la transduction diélectrique appliquée à la mise en vibration de microleviers et son intégration dans le cadre d'un procédé de fabrication collective sur silicium. L'efficacité de ce moyen de transduction est fortement liée à l'épaisseur et à la permittivité de la couche diélectrique employée et tire avantageusement partie de l'utilisation de matériaux à haute permittivité (" High-K ") en films d'épaisseur nanométrique. Dans les travaux présentés, trois matériaux diélectriques ont été étudiés : le nitrure de silicium faiblement contraint, l'alumine et l'oxyde d'hafnium. Ils ont été intégrés comme couche d'actionnement sur des microleviers de silicium. Les résultats obtenus démontrent la capacité d'actionnement des microstructures en utilisant ces couches diélectriques et également la possibilité d'effectuer simultanément actionnement et détection électrique sur un seul et même transducteur. Les perspectives ouvertes par ce travail concernent l'amélioration de la qualité des films minces employés et l'exploitation de matériaux de permittivité plus élevée. Ils forment un pas de plus vers des systèmes de détection fonctionnels intégrant reconnaissance chimique et premier étage de traitement du signal
Since two decades now, microscopic electronic devices including moving parts, called MicroElectroMechanical Systems (MEMS) have had a growing impact on industry and daily lives. Their range of application is already wide: from actuators (inkjet print heads, digital cinema projectors, etc.) to mechanical sensors (microphones, accelerometers, etc.). There is a growing research effort in the biosensing field as well. One of the main challenges for this application is to integrate a miniaturized and robust element to a vibrating beam-like structure, in order to achieve electromechanical actuation and detection, i.e. to convert an electrical signal into vibration and vice versa. In this work, we studied the integration of three dielectric materials on silicon microcantilevers, and successfully demonstrated the feasibility of simultaneous flexural actuation and detection of the structures by mean of dielectric transduction. Those results are one step forward the elaboration of mature detection systems

Cette thèse porte sur l'élaboration et la caractérisation des grilles métalliques en TiN, aluminium et lanthane pour les technologies CMOS gate-first à base d'oxyde high-k HfSiON. L'effet de l'épaisseur et de la composition des dépôts métalliques a été caractérisé sur les paramètres de la technologie 32/28nm. Ces résultats ont été reliés à une variation de travail de sortie au vide du TiN, à des dipôles induits par l'Al et le La à l'interface HfSiON/SiON et à leur diminution aux petites épaisseurs de SiON (roll-off). Nous avons montré que l'aluminium déposé sous forme métallique dans le TiN cause une diminution de son travail de sortie, opposée au faible dipôle positif induit par l'Al. Nous avons évalué l'influence du roll-off pour ces différents métaux et mis en évidence pour la première fois sa forte dépendance avec l'épaisseur de lanthane déposée. Le développement de procédés de dépôt de TiN, Al, La a permis d'accroître les bénéfices de ces matériaux pour la technologie CMOS 32/28nm
This thesis is about the manufacturing and the characterization of TiN, aluminum and lanthanum metal gate for high-k based 32/28nm CMOS technologies. The effect of metal gate layer thickness and composition has been characterized on 32/28nm technology parameters. These results have been related to a change in the TiN vacuum work function, to Al- and La- induced dipoles at the HfSiON/SiON interface or their lowering on thin SiON (roll-off). We have shown that metallic aluminum introduced in the TiN metal gate causes a work function lowering, opposed to the weak Al-induced dipole. We have evaluated the roll-off influence for theses different metals. For the first time we report the strong roll-off dependence with the deposited lanthanum thickness. Newly developed TiN, Al, La deposition processes have brought benefits for the CMOS 32/28nm technology

À mesure que la technologie des semi-conducteurs progresse, la nécessité de surmonter les limitations de la réduction des tailles de dispositifs est considérée comme primordiale. Bien que la loi de Moore ait guidé cette évolution au cours des cinq dernières décennies, les contraintes des composants actifs sont désormais évidentes à mesure que les processus de fabrication approchent de l'échelle atomique. L'approche "More Than Moore" a émergé pour y remédier, mettant l'accent sur l'intégration et la miniaturisation de puces hétérogènes afin de permettre l'empilement de diverses fonctionnalités système. Cependant, l'intégration de composants passifs pose des défis significatifs en raison de leur production par des processus disparates. Pour relever ce défi, Murata Integrated Passive Solutions a inventé la technologie du Substrat de Connexion Intégré Passif (PICS), facilitant l'intégration de composants passifs à base de silicium dans des structures 3D. La dernière itération, PICS5, utilise un gabarit en oxyde d'aluminium anodique et un dépôt de couche empilée Métal-Isolant-Métal par dépôt de couches atomiques. Cette thèse a contribué à l'affinement continu de la technologie PICS5 en améliorant les propriétés des condensateurs 3D et en explorant le potentiel des matériaux diélectriques à haute permittivité (Nb2O5). Cette recherche visait à optimiser les performances des composants et à anticiper les futurs défis de l'innovation en semi-conducteurs en clarifiant les subtilités des processus de dépôt de films minces et des conditions des équipements ALD
As semiconductor technology progresses, the need to overcome the limitations of shrinking device sizes is considered paramount. While Moore’s law has guided this evolution over the past five decades, the constraints of the active components are now obvious as manufacturing processes approach the atomic scale. More Than Moore's approach has emerged to address this, emphasizing the integration and miniaturization of heterogeneous chips to enable the stacking of diverse system functionalities. However, integrating passive components poses significant challenges due to their production via disparate processes. Addressing this challenge, Murata Integrated Passive Solutions invented the Passive Integrated Connecting Substrate (PICS) technology, facilitating the integration of silicon-based passive components into 3D structures. The latest iteration, PICS5, leverages an anodic aluminum oxide template and Metal-Insulator-Metal stack deposition via atomic layer deposition. This thesis contributed to the ongoing refinement of PICS5 technology by enhancing the properties of 3D capacitors and exploring the potential of high-k dielectric materials (Nb2O5). This research aimed to optimize component performance and anticipate future challenges in semiconductor innovation by clarifying the nuances of thin film deposition processes and ALD equipment conditions

Le collage direct consiste à l’adhésion spontanée dès température ambiante de deux surfaces sans ajout de matière polymère à l’interface de collage. Réalisable sous vide ou à pression atmosphérique, il possède l’avantage de permettre l’empilement de matériaux monocristallins sur des matériaux amorphes, parfaitement illustrée, par exemple, avec la fabrication de substrats SOI (silicium sur isolant) couramment utilisé de nos jours en microélectronique et/ou en microtechnologie. La course à la performance et/ou pluridisciplinarité des circuits électroniques nécessite la maîtrise de ce procédé pour un plus large panel de matériaux. La compréhension des mécanismes physico-chimique à l’interface de collage devient alors primordiale. L’objectif de cette thèse est d’étudier les mécanismes mis en jeu dans le collage direct hydrophile de couches diélectriques autres que l’oxyde de silicium : l’oxyde d’aluminium, le nitrure de silicium et un ultra-low k.Dans cette étude, des procédés de collage direct hydrophile de films diélectriques déposés sont développés avec différentes préparations de surface. L’évolution mécanique et chimique de l’interface de collage, après différents traitements thermiques, est analysé via différentes techniques de caractérisation comme la mesure anhydre d’énergie de collage, la microscopie acoustique, la réflectivité des rayons X et la spectroscopie infrarouge. Chaque matériau démontre un comportement particulier une fois confiné à l’interface de collage par rapport à son comportement en surface libre. Tout au long de cette thèse, le lien entre collage et surface libre a permis d’établir les mécanismes de collages des différents matériaux étudiés et d’énoncer des recommandations pour obtenir des collages de qualité
Direct wafer bonding refers to the spontaneous establishment of attractive forces between two surfaces at ambient temperature without any additional polymer material. Available at ambient pressure or under vacuum, this technology is attractive for monocrystal-amorphous stacks, perfectly illustrated by SOI (Silicon On Insulator) substrate elaboration widely used nowadays in microelectronics or microtechnologies. Electronic device performance and multidisciplinarity needs require this technology on many different materials. In this context, a precis understanding of bonding mechanism is paramount. The aim of this work is to study the hydrophilic bonding mechanisms for alumina, nitride silicon and ultra-low k thin films.In this study, hydrophilic bonding of deposited dielectric films prepared by chemical treatment were analyzed as function of post-bonding annealing temperature. Chemical and mechanical bonding interface closure has been analyzed from mechanical and chemical point of view via several characterization techniques: anhydrous bonding energy measurement, acoustic microscopy, X-Ray reflectivity and infrared spectroscopy. Each material demonstrates interesting behaviors embedded at the bonding interface compared to the deposited film free surfaces. Throughout the studies, correlations between bonding and free surface evolution have led to their bonding mecanisms and some recommendations for efficient and high quality bonding elaboration

Avec la miniaturisation continue des circuits intégrés et le remplacement de l'oxyde de silicium par des diélectriques low-k poreux à base de SiOCH, la fiabilité des circuits microélectroniques a été fortement compromise. Il est aujourd'hui extrêmement important de mieux appréhender les mécanismes de dégradation au sein de ces matériaux afin de réaliser une estimation précise de leur durée de vie. Dans ce contexte, ces travaux de thèse ont consisté à étudier les mécanismes de dégradation au sein du diélectrique afin de proposer un modèle de durée de vie plus pertinent. Par une étude statistique du temps à la défaillance sous différents types de stress électrique, un mécanisme de génération des défauts par impact est mis en évidence. En l'associant au mécanisme de conduction au sein du diélectrique, il a été possible de développer un modèle de durée de vie cohérent pour les interconnexions permettant une estimation de la durée de vie plus fiable que les modèles de la littérature. L'impact du piégeage de charges dans le diélectrique a ensuite été analysé grâce à ce modèle.

Les élastomères diélectriques sont des matériaux actifs souples capables de grandes déformations sous chargement électrique. Ils sont constitués d’une fine membrane d’élastomère (en général en silicone ou en acrylique), recouverte de chaque côté par des électrodes souples et étirables. L’ensemble a une épaisseur de l’ordre de 100 microns. Lorsqu’une tension électrique est appliquée entre les électrodes, la membrane se comprime et sa surface peut augmenter de plus de 100%.Ce principe de conversion électromécanique peut être utilisé pour réaliser des haut-parleurs. Des prototypes ont été développés par plusieurs groupes de recherche, et des modèles ont été proposés pour évaluer leurs performances.Une caractéristique intrinsèque des haut-parleurs en élastomères diélectriques est leur nature multiphysique. En effet, le mécanisme d'actionnement est lui-même un couplage entre électrostatique et mécanique; la membrane est très fine et légère, et se couple ainsi fortement à l'acoustique car l’air est lourd par rapport à la membrane; et enfin la résistivité des électrodes engendre un couplage entre l'électro-dynamique et la mécanique.Les modèles proposés jusqu’alors ne considéraient pas l’ensemble de ces couplages, limitant leur utilisation à des estimations qualitatives. Dans cette thèse, un modèle multiphysique de haut-parleurs en élastomères diélectriques est mis en place, afin de permettre l’optimisation de leurs performances acoustiques, en terme de réponse en fréquence, niveau rayonné, et directivité.Les couplages forts entre électrostatique, dynamique membranaire, acoustique, et électrodynamique sont étudiés à l’aide d’un modèle par éléments finis dans FreeFEM. Ce modèle est validé par des comparaisons avec des mesures dynamiques et acoustiques, et ensuite utilisé pour améliorer les performances du prototype, en travaillant sur plusieurs plans : optimisation de l’excitation, filtrage, amortissement, et contrôle
Dielectric elastomers are soft active materials capable of large deformations when activated by a high voltage. They consist of a thin elastomer membrane (generally made of silicone or acrylic), sandwiched between compliant electrodes. The thickness of the assembly is about 100 microns. When a high voltage is applied between the electrodes, the membrane is squeezed between the electrodes, and increases in area by up to 100%.This electromechanical conversion principle can be used to build loudspeakers. Prototypes have been developed and tested by several research groups, and models have been proposed to estimate their performance.An intrinsic characteristic of dielectric elastomer loudspeakers is their multi-physic nature. Indeed, the actuation mechanism is itself a coupling between electrostatics and mechanics; the membrane is very thin and light, and couples therefore strongly with the surrounding air which is comparatively heavy; and finally the electrode electrical resistivity induces a coupling between electrodynamics and mechanics.The models proposed so far did not consider all of these couplings together, which limited their use to qualitative estimations. In this thesis, a multi-physic model of dielectric elastomer loudspeakers is set-up, in order to optimize their acoustic performances, in terms of frequency response, radiated level, and directivity. The strong couplings between electrostatics, membrane dynamics, acoustics and electrodynamics are studied with a finite element model in FreeFEM. This model is validated by dynamical and acoustical measurements, and then used to improve the performances of the prototype, by working on several levels: optimisation of the excitation, filtering, damping and control

ABSTRACT: Density difference between fluids always exists in cementation, gravity generated stress caused the horizontal well cementation displacement process more complex. In this paper, we investigated the influence of fluid viscosity on cementing, classified the displacement process and further illustrated long time cementing development by simulations. Based on relative value of viscosity, the displacing process are separated into two patterns, call P-1 and P-2. In P-1 pattern, the viscosity of displacing fluid is larger than that of displaced fluid. Interface of two fluids is a regular slop as a consequence of density difference. This slop travels ahead with a constant velocity higher than imposed velocity all around annular. At the tail, gravity caused belt-like displacing fluid exists and theses fluid penetrates into displaced fluids. Generally, belts only arise at top half of annular in case of displacing fluid denser. In P-2 pattern, the viscosity of displaced fluid is larger, and cementing fluids always form stratified structure which is caused by uneven distribution of velocity. This stratified structure tends to have K-H instability leading wavy interface and causes strong mixing. This research provides a new perspective to understand the displacing process in annular cementation. 1. INTRODUCTION Cementation is a vital operation in well establishment, and it provides guarantees for the following procedure in well drilling and for long-life security of production well. Cementation is a multiphase flow process that contains kinds of fluids which are in different non-Newtonian properties. In addition, it is a multi-stage process with fluids flowing downward in a steel circular tube and then upward in annular formed by tube and wellbore. The up-flow or annular flow obtains more attention compared with tube flow, as the wellbore wall is always irregular and eccentricity often happens, these irregular shape accompanied with fluid properties results in the difficulty of predicting displacement process. The early research of cementation can be dated to 1910s at least, Knapp (1915) mentioned his research on cementing with Portland cement. The researches of cementing process mainly focus on the mixture zone or interface deformation zone to reveal the spatial-temporal development and how some parameters influence the length of zones. At early stage, Parker et al. (1965) proposed low imposing velocity method, because gelled-pill formed at the joint of different fluids. This pill would keep unbroken at low velocity and assists full displacement of mud. Iyoho & Azar (1980) adopted 1D-dimension method with including only axial velocity and found that the velocity profile mainly depended on fluid properties and average velocity. Haut & Crook (1979) conducted some experiments considering the filtering process of mud and mud cake, he argued that mud cake had influence on displacement and works neglecting mud cake should be carried out carefully. Tehrani et al. (1993) was the first one that reports secondary flow in vertical eccentric well, this secondary flow is the source of azimuthal flow. But according to Nouri, J. M. (1993), even in fully eccentric annular, secondary flow only account for around 2% of the total flow. With the development of equipment and theory, more accurate and complex models were proposed. One of the well-known research should be the Hele-Shaw model which is derived by Bittleston et al. (2002). This is a 2D-dimension method which adopts the radial average of flow field and considers tangential and axial velocity. Also, a group of dimensionless variables are taken into account to make the model more adoptable. From then on, the Hele-Shaw model is modified several times to including more situations, e.g. dispersion effect (Zhang & Frigaard, 2023), turbulence (Maleki & Frigaard, 2018), eccentric annular (Carrasco et al., 2010) and etc. Apart from Hele-Shaw model, some other mathematic method or model were adopted, such as, the lubrication model, augmented Lagrangian method (Pelipenko, 2004), arbitrary Lagrange-Euler method (Roustaei et al., 2015) and Lattice Boltzmann method (Zhao et al., 2016). Also Foroushan (2018) introduced R-T and K-H instability analysis into displacing process to predict whether the displacement is stable or not. Besides, 3D simulations are more available because of advance of computers. To simulated enough long section of annular, Xue et al. (2022) simulated the displacement according to the relative motion principle, in which the displacement is happen as a result of movement of annular-wall instead of the imposing of fluids. Z. Zhang et al. (2022) simulated the washout displacement and figure out the difference of spiral and no-spiral displacement of washout. Renteria et al. (2022) simulated the continuous washout displacement and suggested that the influence of washout on displacement was only restricted to the local zone. In terms of experiments, image acquiring devices and transparent material is widely applied. Malekmohammadi et al. (2010) reported the experiments of vertical well cementation and find that eccentricity of annular would leads that displacing fluid migrates to the wide side of annular resulting in spike of displacing fluid. Renteria & Frigaard (2020) proposed three patterns of horizontal annular displacement, i.e. top, slumping and dispersive pattern, and these patterns are mostly controlled by buoyancy number. In addition, Xu et al. (2020) utilized PIV to investigate the velocity field and argued that turbulent and laminar flow can co-exist in eccentric annular and turbulence is benefit for mud removal. Also some researchers adopted other kinds of data to represent the fluids' movement such as conductivity or density property of fluids (Lund et al., 2020).