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Дисертації з теми "Capteur MOx"
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Madrolle, Stéphanie. "Méthodes de traitement du signal pour l'analyse quantitative de gaz respiratoires à partir d’un unique capteur MOX." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT065/document.
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Prélevés de manière non invasive, les gaz respiratoires sont constitués de nombreux composés organiques volatils (VOCs) dont la quantité dépend de l’état de santé du sujet. L’analyse quantitative de l’air expiré présente alors un fort intérêt médical, que ce soit pour le diagnostic ou le suivi de traitement. Dans le cadre de ma thèse, nous proposons d’étudier un dispositif d’analyse des gaz respiratoires, et notamment de ces VOCs. Cette thèse multidisciplinaire aborde différents aspects, tels que le choix des capteurs, du matériel et des modes d’acquisition, l’acquisition des données à l’aide d’un banc gaz, et ensuite le traitement des signaux obtenus de manière à quantifier un mélange de gaz. Nous étudions la réponse d’un capteur à oxyde métallique (MOX) à des mélanges de deux gaz (acétone et éthanol) dilués dans de l’air synthétique (oxygène et azote). Ensuite, nous utilisons des méthodes de séparation de sources de manière à distinguer les deux gaz, et déterminer leur concentration. Pour donner des résultats satisfaisants, ces méthodes nécessitent d’utiliser plusieurs capteurs dont on connait la forme mathématique du modèle décrivant l’interaction du mélange avec le capteur, et qui présentent une diversité suffisante dans les mesures d’étalonnage pour estimer les coefficients de ce modèle. Dans cette thèse, nous montrons que les capteurs MOX peuvent être décrits par un modèle de mélange linéaire quadratique, et qu’un mode d’acquisition fonctionnant en double température permet de générer deux capteurs virtuels à partir d’un unique capteur physique. Pour quantifier précisément les composants du mélange à partir des mesures sur ces capteurs (virtuels), nous avons conçu des méthodes de séparation de sources, supervisées et non supervisées appliquées à ce modèle non-linéaire : l’analyse en composantes indépendantes, des méthodes de moindres carrés (algorithme de Levenberg-Marquardt), et une méthode bayésienne ont été étudiées. Les résultats expérimentaux montrent que ces méthodes permettent d’estimer les concentrations de VOCs contenus dans un mélange de gaz, de façon précise, en ne nécessitant que très peu de points de calibrationNon-invasively taken, exhaled breath contains many volatile organic compounds (VOCs) whose amount depends on the health of the subject. Quantitative analysis of exhaled air is of great medical interest, whether for diagnosis or for a treatment follow-up. As part of my thesis, we propose to study a device to analyze exhaled breath, including these VOCs. This multidisciplinary thesis addresses various aspects, such as the choice of sensors, materials and acquisition modes, the acquisition of data using a gas bench, and then the processing of the signals obtained to quantify a gas mixture. We study the response of a metal oxide sensor (MOX) to mixtures of two gases (acetone and ethanol) diluted in synthetic air (oxygen and nitrogen). Then, we use source separation methods in order to distinguish the two gases, and to determine their concentration. To give satisfactory results, these methods require first to use several sensors for which we know the mathematical model describing the interaction of the mixture with the sensor, and which present a sufficient diversity in the calibration measurements to estimate the model coefficients. In this thesis, we show that MOX sensors can be described by a linear-quadratic mixing model, and that a dual temperature acquisition mode can generate two virtual sensors from a single physical sensor. To quantify the components of the mixture from measurements on these (virtual) sensors, we have develop supervised and unsupervised source separation methods, applied to this nonlinear model: independent component analysis, least squares methods (Levenberg Marquardt algorithm), and a Bayesian method were studied. The experimental results show that these methods make it possible to estimate the VOC concentrations of a gas mixture, accurately, while requiring only a few calibration points
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Bertero, Christophe. "Perception de l'environnement urbain à l'aide d'une flotte de capteurs sur des vélos : application à la pollution de l'air." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30321.
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Cette thèse s'inscrit dans le contexte des « villes intelligentes », où le traitement de l'information améliore la qualité de vie. Elle étudie la perception de l'environnement, et plus particulièrement la perception de la pollution de l'air en ville, à l'aide de capteurs sur vélos. Le premier chapitre introduit les défis techniques et scientifiques, en terme de collecte de l'information et de modélisation, appliqués au domaine de l'aérologie. Le deuxième chapitre s'intéresse à la conception d'une flotte d'instruments mobiles de mesure de la pollution de l'air. Nous caractérisons la forme du réseau de capteurs nécessaire à la modélisation, d'une part à l'aide de la littérature et d'autre part via une simulation. Le troisième chapitre expose notre réalisation d'un tel instrument. Nous l'avons articulé autour d'un micro-capteur à métal-oxyde semi-conducteur (capteur MOx) de NO2 et CO, le MiCS-4514, et évalué ses performances en milieux contrôlés. Le quatrième chapitre présente les deux déploiements de cet instrument dans la ville de Toulouse, d'abord auprès d'une association de location de vélos puis avec des « vélo-taffeurs » de notre laboratoire, et le jeu de données collecté. Enfin, nous estimons les niveaux de pollution en NO2 et en CO dans la villeThis thesis takes place in the context of "smart cities", where the information processing improves the quality of life. It studies the perception of the environment and especially the perception of air pollution in the city using sensors on bikes. The first chapter introduces the technical and scientific challenges in terms of information collection and modeling applied to aerology. The second chapter presents the design of a fleet of mobile instruments for measuring air pollution. We characterize the shape of the sensor network needed for modeling, on the one hand using the literature and on the other hand using a simulation. The third chapter deals with the development of such an instrument. We have built our instrument around a semiconductor metal oxide micro-sensor (MOx sensor) of NO2 and CO, the MiCS-4514, and evaluated its performance in controlled environments. The fourth chapter presents the two deployments of this instrument in the city of Toulouse in France, first with a bicycle rental association and then with bikers from our laboratory, and the dataset collected. Finally, we estimate the pollution levels in NO2 and CO in the city
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Deveaux, Michael. "Development of fast and radiation hard Monolithic Active Pixel Sensors (MAPS) optimized for open charm meson detection with the CBM experiment." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2008. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2008/DEVEAUX_Michael_2008.pdf.
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L'expérience CBM (Compressed Baryonic Matter) a pour objet d'explorer le diagramme des phases de la matière nucléaire dans la région des hautes densités baryoniques au moyen de collisions d'ions lourds à des énergies de faisceau comprises entre 10 et 40 AGeV. Dans le but d'étudier le charme ouvert (D0 et D+) avec CBM, un détecteur de vertex (MVD) présentant à la fois un faible budget de matière, une excellente résolution spatiale et une bonne tolérance aux radiations est requis. Cette étude vise à déterminer dans quelle mesure un MVD constitué de capteurs CMOS (MAPS) peut garantir de telles performances. Dans cette optique le cahier des charges du MVD a été établi. Les mécanismes de dégradation par irradiation des MAPS ont été étudiés pour en améliorer la tolérance d'un ordre de grandeur. Les résultats de ces études ont permis de réaliser des simulations avec GEANT, et de démontrer la faisabilité du programme de physique portant sur le charme ouvert avec un tel concept de détecteurThe Compressed Baryonic Matter experiment (CBM) will investigate heavy ion collisions at beam energies between 10 and 40 AGeV in order to explore the nuclear matter phase diagram in the high baryon density region. For a first time, open charm mesons (D0 and D±) will be used as probe for the nuclear fireball. Reconstructing them requires a very thin (few 0. 1 % X0 per layer) micro vertex detector (MVD) with pixel sensors featuring excellent spatial resolution (few µm) and substantial radiation hardness. This work studies whether (and how) an MVD based on the novel Monolithic Active Pixel Sensors (MAPS) can the reach the performance needed. For this purpose, the precise requirements on the MVD in terms of material budget, cooling, time resolution and radiation hardness were estimated. Extensive R&D studies on MAPS allowed establishing their performances in particular in the field of radiation tolerance and to improve this tolerance by one order of magnitude. The information obtained was used as input for a GEANT simulation which demonstrated the feasibility of open charm physics with the proposed detector concept
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Essa, Zahi. "Physical modelling of impurity diffusion and clustering phenomena in CMOS based image sensors." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01020497.
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L'essor de l'industrie micro-électronique au cours des dernières années n'aurait pas été possible sans les innovations en termes de procédés de fabrication de la technologie CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) induisant une amélioration continue des performances des composants. Ces innovations doivent relever les défis technologiques inhérents à la fois à la miniaturisation ainsi qu'à la diversification croissante des composants. En réponse à ces défis, des approches de modélisation de type TCAD (Technology Computer Aided Design), permettent de réduire nettement le temps et le coût de développement de ces nouvelles technologies. Dans ce cadre, cette thèse s'intéresse à l'élaboration de modèles TCAD permettant la prise en compte des différents mécanismes physiques ayant lieu lors de l'utilisation des procédés de fabrication avancés. Dans une première partie, les mécanismes de diffusion et d'activation pour des fortes doses d'implantation ont pu être étudiés notamment dans le cas de l'implantation plasma, technique très prometteuse pour des applications de dopage conforme dans les capteurs d'image ou transistors TriGates. La mise en évidence et la modélisation d'agrégats de bore-interstitiel de grande taille ont ainsi pu être menées pour des conditions de fort dopage. Dans une deuxième partie, la diffusion et le transfert d'espèces chimiques entre différents matériaux ont été évalués. Ainsi, la perte de dose de bore dans le silicium dans les empilements " espaceurs " ainsi que la diffusion de bore correspondante dans l'oxyde ont été étudiés. De même, l'évaluation de la diffusion du lanthane pendant un recuit thermique dans les empilements de grille avec oxyde à forte permittivité diélectrique (high-k) a pu être menée. En dernière partie, l'impact de ces différents mécanismes sur le comportement électrique des composants CMOS a ainsi pu être évalué, et une amélioration de la prédictibilité des modèles TCAD a été obtenue sur les dispositifs transistors MOS ainsi que les capteurs d'image CMOS FSI (Front Side Illumination) et BSI (Back Side Illumination).
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Ahmed, Nayera. "MOS Capacitor Deep Trench Isolation (CDTI) for CMOS Image Sensors." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10048.
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The development of high-resolution image sensors with smaller pixel sizes is facing critical issues, such as optical and electrical crosstalk, dark current and dynamic range. As part of this thesis, we addressed this issue by proposing the integration of MOS capacitor deep trench isolation (CDTI). Our studies focus on the validation of the proposal with the aim of improving performances compared to the state of the art. First, we modeled interface states Si/SiO2 and the charge in the oxide. By TCAD simulations, using our model, we were able to evaluate the main characteristics of a pixel. We have validated this approach by comparison between simulations and measurements on a 1.4μm DTI pixel. Then, we developed manufacturing processes for integrating CDTI and defined the associated key parameters. With TCAD simulations of process type, we could achieve the desired performances while keeping a short development cycle and cost. Finally, we have designed, manufactured and tested a 1.4μm CDTI pixel ; we got a very low dark current: ~ 1 aA/pixel at 60°C, which is 6 times less than the DTI pixel, and doubled saturation charge up to 12000e-. Other performances are comparable between the two types of pixels. We have demonstrated the validity of the proposed CDTI solution CDTI
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Lavaure, de Graffanaud Alain. "Conception de blocs analogiques et mixtes dédiés à un capteur intégré de rayonnement." Limoges, 2000. http://www.theses.fr/2000LIMO4044.
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Heini, Sébastien Hu Yann Winter Marc. "Conception et intégration d'un capteur à pixels actifs monolithiques et de son circuit de lecture en technologie CMOS submicronique pour les détecteurs de position du futur." Strasbourg : Université de Strasbourg, 2009. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/1128/01/HEINI_Sebastien_2009_restrict.pdf.
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Hirigoyen, Flavien. "Optimisation de la collection des photons pour des capteurs d'images en technologie CMOS." Aix-Marseille 3, 2005. http://www.theses.fr/2005AIX30076.
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L'objectif de cette thèse est de mettre en place une nouvelle méthodologie afin d'optimiser la collection de photons pour des capteurs d'images CMOS, et d'atteindre de bonnes performances optiques. La méthodologie consiste à créer un modèle tridimensionnel fidèle du pixel, à partir de son dessin réalisé depuis les outils de conception assistée par ordinateur, insérable dans un logiciel de tracé de rayon. Ce modèle prend en compte la géométrie exacte ainsi que les propriétés optiques des matériaux composants chacun de ses éléments. Une source spécifique a également été développée pour simuler l'éclairement du pixel en conditions réelles (derrière une lentille objectif). Après chaque tracé de rayons, les résultats de simulations sont ensuite transférés dans un autre logiciel pour le post-traitement. Ce dernier consiste à approximer le taux de collection de porteurs de charges par des surfaces photosensibles de référence pondérées, dont les poids sont déterminés par ajustement des résultats de simulation de réponse angulaire du pixel aux mesures, selon les moindres carrés. A partir de ces surfaces et de leurs poids les distributions spatiales de l'éclairement à l'intérieur du substrat sont comptabilisées pour évaluer le signal de sortie du capteur. Ces résultats de simulations sont ensuite comparés aux mesures expérimentales, afin de calibrer et de valider le simulateur, et de quantifier les effets du vignettage sur les performances optiques du capteur. Ayant démontré sa pertinence, nous avons utilisé cette méthodologie pour prédire les performances optiques d'architectures avancées, et aider les ingénieurs de conception et de procédé à optimiser les dessins de pixels et les techniques de fabricationThe objective of the thesis is to put in place a new methodology for photon collection optimization for CMOS image sensors in order to achieve good optical performances. The methodology consists in starting from the pixel layout description from standard microelectronic CAD software. From this, we generate a three-dimensional model on an optical ray tracing software. This optical model aims to be as realistic as possible taking into account the geometrical shape of all the components of the pixel and the optical properties of the materials. A specific ray source has also been developed to simulate the pixel illumination in real conditions (behind an objective lens). After the optical simulation itself, the results are transferred to another software for more convenient post-processing where we use as photosensitive area a weighted surface determined from the fit of angular response simulation results to the measurements, according to least square criterion. Using this surface we count the ray density inside the substrate to evaluate the simulated output signal of the sensor. These simulation results are then compared to the corresponding experimental measurements and validated, demonstrating the relevance of our optical simulation process, and permitting to quantify the vignetting effects of the sensors on optical performances. We reused this simulation methodology to predict the optical performances of more advanced architectures, and to help designers and process engineers to optimize the pixels and the fabrication process
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Gensolen, Fabrice. "Architecture et conception de rétines silicium CMOS : intégration de la mesure du mouvement global dans un imageur." Montpellier 2, 2006. http://www.theses.fr/2006MON20182.
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MATOU, Karine. "Capteur d'image logarithmique avec compensation "on-chip" du bruit spatial fixe." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010586.
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Cette thèse s'articule autour du concept "système de vision à base de rétine électronique". Le travail de cette thèse porte plus particulièrement sur la conception et la réalisation d'un capteur d'image CMOS logarithmique avec une fonction de compensation on-chip du BSF (Bruit Spatial Fixe). Les expériences récentes montrent qu'un capteur d'image ayant une réponse logarithmique, similaire à celle de l'œil humain, est très adapté pour des applications de vision. Cette réponse logarithmique donne non seulement un signal image directement proportionnel au contraste optique mais aussi une plage dynamique de fonctionnement très étendu liée à la compression opérée par la fonction logarithmique.L'un des principaux problèmes dans un capteur d'image logarithmique, est le BSF. Ce bruit réduit la qualité de l'image et limite l'utilisation de ce type de capteur dans des applications de vision. Dans cette thèse, nous avons exploré une structure radicalement différente de celle utilisée par beaucoup d'autres chercheurs : utilisation d'une photodiode en mode photovoltaïque plutôt qu'en mode photoconducteur. Cette photodiode combinée avec un transistor d'initialisation permet de générer un signal de référence noir dans n'importe qu'elle condition lumineuse. Cette nouvelle approche ouvre la voie à une compensation on-chip du BSF simple et efficace. Ce photorécepteur a été intensément étudié dans cette thèse. Un circuit prototype a été conçu et fabriqué dans une technologie CMOS standard 0,8um via le service CMP français. Il a été entièrement testé et caractérisé. Le résultat expérimental a non seulement validé les prédictions théoriques mais aussi a démontré une bonne qualité de l'image et aussi une bonne sensibilité en condition de faible illumination. Certains problèmes de conception et phénomènes électriques ont été également étudiés dans cette thèse. Des solutions proposées à ces problèmes peuvent être intéressantes pour les concepteurs et les chercheurs dans ce domaine. A la fin, quelques questions en suspens sur le capteur d'image logarithmique ont été soulignées et des directions de recherche correspondantes ont été précisées.
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Bataillard, Pierre. "Etude de la fonctionnalisation de structures Si/SiO2 : :(2), Application à la réalisation d'un capteur ionosensible." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1987. http://www.theses.fr/1987ECDL0016.
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Vanstalle, Marie. "Dosimétrie électronique et métrologie neutrons par capteur CMOS à pixels actifs." Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/VANSTALLE_Marie_2010.pdf.
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Ce travail vise à démontrer la faisabilité d’un dosimètre opérationnel neutrons basé sur la technologie CMOS. Le capteur utilisé (MIMOSA-5) doit pour cela être transparent aux γ et pouvoir détecter les neutrons sur une large gamme d’énergie en gardant évidemment une bonne efficacité de détection. La réponse du système de détection, constitué du capteur CMOS adjoint d’un matériau convertisseur (polyéthylène pour les neutrons rapides, 10B pour les neutrons thermiques), a été confrontée à des simulations Monte Carlo effectuées avec MCNPX et GEANT4. Un travail de validation de ces codes a préalablement été effectué pour justifier leur utilisation dans le cadre de notre application. Les expériences nous permettant de caractériser le capteur ont été menées au sein de l’IPHC ainsi qu’à l’IRSN/LMDN (Cadarache). Les résultats de l’exposition du capteur à des sources de photon pures et à un champ mixte n/γ (source 241AmBe) montrent la possibilité d’obtenir un système transparent aux γ par application d’une coupure appropriée sur le dépôt d’énergie (aux alentours de 100 keV). L’efficacité de détection associée est très satisfaisante avec une valeur de 10-3, en très bon accord avec MCNPX et GEANT4. La réponse angulaire du capteur a été étudiée par la suite à l’aide de la même source. La dernière partie de cette étude traite de la détection des neutrons thermiques (de l’ordre de l’eV). Les expériences ont été menées à l’IRSN sur une source de 252Cf modérée à l’eau lourde. Les résultats obtenus ont montré une très bonne efficacité de détection (allant jusqu’à 6×10-3 pour un convertisseur dopé au 10B) en très bon accord avec GEANT4This work aims at demonstrating the possibility to use active pixel sensors as operational neutron dosemeters. To do so, the sensor that has been used has to be γ-transparent and to be able to detect neutrons on a wide energy range with a high detection efficiency. The response of the device, made of the CMOS sensor MIMOSA-5 and a converter in front of the sensor (polyethylen for fast neutron detection and 10B for thermal neutron detection), has been compared with Monte Carlo simulations carried out with MCNPX and GEANT4. These codes have been beforehand validated to check they can be used properly for our application. Experiments to characterize the sensor have been performed at IPHC and at IRSN/LMDN (Cadarache). The results of the sensor irradiation to photon sources and mixed field (241AmBe source) show the γ-transparency of the sensor by applying an appropriate threshold on the deposited energy (around 100 keV). The associated detection efficiency is satisfactory with a value of 10-3, in good agreement with MCNPX and GEANT4. Other features of the device have been tested with the same source, like the angular response. The last part of this work deals with the detection of thermal neutrons (eV-neutrons). Assays have been done in Cadarache (IRSN) with a 252Cf source moderated with heavy water (with and without cadmium shell). Results asserted a very high detection efficiency (up to 6×10-3 for a pure 10B converter) in good agreement with GEANT4
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Beroulle, Vincent. "Conception et test de microsystèmes monolithiques CMOS piézorésistifs : application à un capteur de champ magnétique." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20082.
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Dzahini, Kwami. "Contribution au développement d'un capteur intégré de type ISFET à partir d'une filière ASIC en technologie CMOS." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1991. http://www.theses.fr/1991ECDLA009.
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Ce memoire est consacre au developpement d'un capteur integre de type isfet (ion sensitive field effect transistor) a partir d'une filiere asic en technologie cmos. Apres avoir etudie l'influence du procede de greffage des isfet sur des circuits realises dans une filiere industrielle, nous avons mis au point un procede chimique de gravure locale permettant de mettre a nu l'oxyde mince de grille d'un transistor mos. Les resultats obtenus prouvent la faisabilite de capteurs isfet a partir d'une technologie cmos de type asic. Notre analyse des problemes lies aux differents modes de polarisation des isfet a permis la realisation d'un circuit de mesure integrale en technologie cmos. Nous avons effectue la conception (simulation, dessin des masques et caracterisation) de deux elements principaux du circuit: amplificateur operationnel et une reference de tension de type band-gap. Plusieurs structures specifiques ont ete developpees pour les composants necessaires aux circuits analogiques en cmos; citons en exemple les transistors et les capacites mos multicellulaires, ainsi que les transistors bipolaires pnp verticaux et lateraux. Ces structures ont ete validees par des caracterisations electriques de composants avant d'etre utilisees dans nos circuits. Pour reduire le temps qu'exige la conception full-custom, nous avons developpe un programme d'automatisation du dessin des masques de circuits analogiques cmos en fonction de leurs schemas electriques. Ce programme ecrit en langage skill, utilise le routeur du systeme cadence
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Gal, Stéphan. "Conception assistée de blocs analogiques pour capteurs intelligants." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20230.
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L'evolution des methodes de fabrication des circuits integres permet aujourd'hui de realiser, de maniere de plus en plus fiable, des micro-capteurs, c'est a dire l'integration sur un ou plusieurs substrats d'un element capteur et d'une electronique de traitement. Cependant, le developpement des outils de cao pour ces micro-capteurs reste en retard sur cette evolution. Ce memoire presente une methode avec son implementation dans un outil informatique : sycom, pour la synthese de l'element interface entre le capteur et l'electronique de traitement d'un micro-capteur. L'outil utilise une description originale d'un montage comme une interconnexion de modules et consiste en deux unites : generateur de schema et generateur de layout. Le premier permettant de determiner un schema electrique et ses dimensions a partir de specifications, le second permettant d'obtenir le layout de ce schema. La mise en oeuvre de l'outil sycom est presentee par la realisation de deux systemes de mesure de variations de resistances.
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Guerroudj, Samir. "Solutions alternatives pour le filtrage des couleurs d'un capteur d'images numériques en technologie CMOS." Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0128.
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Les capteurs d’images numériques sont de plus en plus présents dans notre vie quotidienne : caméra pour téléphone portable, webcams etc. Cet énorme marché suit la tendance d’une augmentation de la résolution tout en gardant une taille de capteur restreinte, augmentant ainsi le problème de la collection de la lumière au sein du pixel. Dans les capteurs d’images CMOS, une solution serait de minimiser la distance entre les filtres colorés et la photodiode, ce qui implique que les filtres colorés puissent supporter un budget thermique au dessus de 500°C. Dans cette étude, nous avons investigué expérimentalement des filtres colorés minéraux en transmission qui ont été élaboré par dépôt MOCVD. Les avantages principaux de ces derniers demeurent leur épaisseur (< 1 µm ou presque), le budget thermique qu’ils peuvent supporter ( au-delà de 500°C) et la résistance vis-à-vis du recuit RH5Digital image sensors are more and more present in every day of life: camera phones, webcams etc. This big market follows a main trend which is higher resolution while keeping small sensors, emphasizing the problem of light collection inside the pixel. Ln Complementary Metal Oxide Semiconductor (CM OS) image sensors, a solution wou Id be to minimize the distance between the colour filters and the photodiode, what implies that colour filters could support a thermal process above 5OO°C. Ln this study, we investigate experimentally inorganic transmission colour filters using thin films prepared by MOCVD (Metal Organic Chemical Va pour Deposition). The main advantages of these filters remain their thickness «llJm or almost), the annealing temperatu. Re they can support (over 5OO°c) and the resistance to the RHS annealing
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Emzivat, Delphine. "Etude et conception d'un circuit à optiques et traitements intégrés pour la vision en contrôle qualité." Lorient, 2000. http://www.theses.fr/2000LORIS008.
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Différentes méthodologies reposant sur la notion d'Adéquation Algorithme Architecture ont été développées à ce jour mais en aucun cas, elles ne prennent en compte la notion de capteur. Pourtant, l'accroissement des applications nécessitant des fonctions d'acquisition est important ! D'où l'idée de développer une méthodologie qui serait applicable au capteur intelligent, dispositif qui réunit sur un même et unique support les fonctions d'acquisition d'images et de traitement d'images. L'objet de cette thèse est non seulement d'élaborer un capteur mais surtout de formaliser et de proposer une méthodologie qui fournit, pour un traitement donné et en parfait accord avec les exigences requises par le demandeur, les architectures capteur et traitement. Les premières études bibliographiques ont permis d'appréhender la vision dans le monde industriel. De ces observations, nous avons dressé les caractéristiques du circuit dédié au contrôle qualité en industrie. La méthodologie développée se veut complémentaire des méthodologies déjà existantes. Seuls deux nouveaux paramètres sont pris en compte, à savoir la proposition d'un modèle d'architecture pour le capteur et les spécifications qui vont entraîner une nouvelle formulation de l'algorithme. La validation de la méthodologie est réalisée pour une application d'estimation de mouvement. Les différentes simulations ont été menées via les logiciels ModelSim, Synopsys, Cadence et en utilisant les modèles de composants de la technologie CMOS 0,8 um d'AMS. Le circuit global qui comporte des fonctions d'acquisition et de traitement admet une surface total de 9 mm2. Le temps de calcul pour une valeur test donnée est de 142 ns pour le traitement seul, soit de l'ordre de 200 ns en considérant le temps de transfert et de chargement. On aboutit à un débit de 1200 Hz par ligne image. Une fois les simulations et les différents tests achevés, la conception du circuit global via le CMP peut être envisagé.
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Herrera-Duvault, Yolanda. "Adaptation de techniques analytiques au contrôle de la fabrication de couches iono-sensibles : Application aux capteurs chimiques de type ISFET et insertion de ces capteurs dans la techniques FIA (Flow-Injection-Analysis)." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1990. http://www.theses.fr/1990ECDLA007.
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Des membranes ionosensibles de capteurs isfet peuvent etre obtenues par greffage chimique de fonctions organiques sur l'isolant. La fabrication de ces membranes doit etre optimisee. La taille reduite de la partie sensible des isfet (1. 10##8 m#2) limite le choix des techniques et oblige a utiliser des substrats modeles: heterostructures si/sio#2 et silicium poreux oxyde. Trois techniques d'analyse ont ete utilisees: la spectroscopie de photoelectrons x (xps), l'analyse par activation neutronique (naa) et la chromatographie en phase gazeuse. Nous avons pu definir ainsi: 1) le protocole de preparation et de decontamination de l'oxyde, 2) la cinetique de formation des groupes -oh, a la surface de la silice, 3) les parametres qui determinent l'obtention des couches denses et reproductibles (temperature de greffage, volatilite et type de reactif), 4) une relation entre la reponse electrique v#b#p/ph en fonction du nombre de sites -oh disponibles a la surface et de l'hydrophobicite de la phase greffee. Enfin, au niveau des applications, l'adaptation d'un isfet ph comme detecteur a ete realisee pour un systeme d'analyse en flux continu (f. I. A. ) pour la mesure du ph et le dosage des ions ammoniums dans l'eau des rivieres
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Ouffoue, Cyrius. "Système intégré dédié à des applications de mesure de courant sans contact à gamme dynamique variable en milieu industriel." Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/OUFFOUE_Cyrius_2010_ED269.pdf.
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Le travail de cette thèse s’inscrit dans un projet de collaboration entre la société SOCOMEC et le laboratoire InESS (Institut de l’électronique du solide et des systèmes). Il s’agit de développer un système électronique intégré en technologie CMOS en vue de la réalisation d’un capteur capable de mesurer des courants électriques en milieu industriel. Ce système est conçu pour des mesures de courant à large gamme dynamique. Les intensités de courant à mesurer vont de quelques dizaines d’ampères à des dizaines de milliers d’ampères. L’objectif majeur d’un tel système de mesure est de remplacer les transformateurs d’intensité dont les volumes sont relativement encombrants. En l’intégrant dans la technologie CMOS, on s’offre la possibilité de l’équiper de nombreuses fonctionnalités (amplification, réglage de gain, conversion analogique numérique…) apportant une grande valeur ajoutée. Une solution de capteur de courant basée sur un réseau de capteur à effet Hall, émulant un tore de Rogowski, a été réalisée durant ces travaux de thèse. Cette solution a été testée et validéeThis thesis work has been carried out during a collaborative project between SOCOMEC and InESS laboratory. The goal was to develop a CMOS integrated system for huge dynamic range current measurement. The current dynamic range goes from a few tens of amps to tens of thousands amps. The main objective of such a system is to replace the bulky current sensor like current transformers and Rogowski torus in many industrial applications. By integrating this current measurement system in CMOS technology, we can add many features like amplification, gain control and analog to digital converters. In this work, we proposed a new current sensor based on a Hall effects sensors network. This current sensor has been tested and validated
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Ruby, Cédric. "Etude d'un composant analogique programmable destiné aux applications d'interfaces pour capteurs." Lyon, INSA, 2002. http://www.theses.fr/2002ISAL0109.
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Equivalents analogiques des FPGA, les EPAA sont susceptibles d'une part de simplifier le développement des ressources analogiques, et donc d'en réduire le temps de conception, et d'autre part de proposer une solution d'intégration économiquement avantageuse par rapport à la technologie ASIC. Le but de cette thèse est de développer un FPAA réalisant des opérations non-linéaires de calcul, afin de linéariser des signaux issus de capteurs. Le travail s'est focalisé sur une cellule réalisée à partir de 2 circuits multiplieurs et dont deux versions ont été réalisées et testées pendant cette étude. La première a fait apparaitre des problèmes d'offset ; une étude de l'appairage des composants a alors permis de réaliser des compensations d'offset ; la seconde version de la cellule a ainsi montré de nettes améliorations des performances. Cependant, l'intégration des ressources de calibrage des offsets est impérative, et une étude en ce sens permettra de conclure quant à l'industrialisation d'un tel circuitAnalog counterpart of an FPGA, an FPAA can firstly simplify the development flow of analog resources, in order to reduce the time-to-market of electronic applications, and can secondly be a cost effective integration solution compared to the expensive ASIC technology. The goal of this study is to develop an FPAA realizing non-linear calculus operations for the applications of sensors interface. Two versions of an analog cell using two analog multipliers were developed and tested during this thesis. The first one permitted to highlight the requirement to control internal offsets; a study of the matching in the structure was then leaded and an offset cancellation scheme was designed; finally, improvements of the performances were achieved with the second version of the cell. Nevertheless, an automatic offset cancellation must be integrated within the FP AA, and such a study could conclude about the possible industrialization of this integrated circuit
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Erouel, Mohsen Sassi Zina Jaffrezic-Renault Nicole Maaref M'hamed Ali. "Etude sur les transistors organiques à vocation capteur de gaz application à la détection de gaz nitrés /." Villeurbanne : Doc'INSA, 2008. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=erouel.
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Leyris, Cédric. "Etude de bruit basse fréquence de type R. T. S dans les capteurs d'images à pixels actifs CMOS." Montpellier 2, 2006. http://www.theses.fr/2006MON20028.
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Pillet, Nicolas. "Conception et intégration de convertisseurs analogique/numérique, compacts, à bas bruit, adaptés aux capteurs CMOS destinés à la détection de particules chargées." Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/PILLET_Nicolas_2010.pdf.
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Les capteurs CMOS ont connu un développement croissant ces dernières années dans le monde de l’instrumentation car ils permettent d’intégrer sur le même substrat un élément sensible ainsi que des éléments de traitement du signal pour un cout de fabrication faible. L’équipe CMOS-ILC de l’IPHC développe des matrices de pixels en technologie CMOS pour des détecteurs dans le domaine de la physique des particules depuis une dizaine d’année. Lors de l’utilisation de ces capteurs pour des trajectomètres, il peut être intéressant d’augmenter la résolution spatiale des détecteurs. Ceci peut être obtenu en implantant des convertisseurs analogique numérique (CAN) en bas des colonnes de matrice de pixels. Ces CANs doivent répondre à des contraintes extrêmement fortes en termes de dimension, de vitesse de conversion et de consommation. Trois prototypes de CAN présentant des architectures différentes ont été développés afin de répondre à ces spécifications. Le premier est un CAN double rampe numérique, le second un CAN à approximation successive, enfin le troisième prototype est un CAN à résolution progressive. Trois circuits intégrant ces différentes architectures de CAN ont été réalisés et caractérisés. Les résultats ont permis d’effectuer une comparaison des différents prototypes existant dans le cadre d’une intégration en bas de matrices de pixels utilisées pour la trajectometrie pour la physique des particulesDevelopment of CMOS sensors has grown exponentially in the world of instrumentation in the past years because of their ability to integrate a sensitive element and the associated readout electronics on the same substrate at a low price. The CMOS-ILC team of IPHC has developed matrix of CMOS pixels for detectors used in particle physics for the last ten years. While using this kind of detectors for trajectometry, it could be interesting to raise the spatial resolution of the detectors. It could be fulfilled by implementing analog to digital converter (ADC) in the bottom of the column’s matrix. These ADCs must response to very strong constraint in term of dimension, conversion speed and power consumption. Three prototypes of ADCs with different architectures have been developed in order to respond to these specifications. The first one is a double numerical ramp ADC, the second one is a successive approximation ADC and the last one is an ADC with a progressive resolution. Three chips with these different architectures have been submitted and tested. The results have led to a comparison of the different technics in use in this particular field
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Hannati, Loubna. "Étude et conception d'un capteur d'image linéaire CMOS de haute sensibilité et de faible résolution et sa mise en oeuvre dans un microspectrophotomètre." Lyon 1, 2007. http://www.theses.fr/2007LYO10119.
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Cette thèse a pour objectif de développer un micro spectrophotomètre de haute sensibilité et de faible résolution pour analyses biochimiques. Dans ce cadre, un capteur d’image linéaire constitué de 32 pixels actifs a été conçu et réalisé dans une technologie CMOS 0. 8µm. L’élément photo sensible du pixel est un photodétecteur BDJ (Buried Double p-n Junction), qui permet la mesure d’éclairement et l’identification de longueur d’onde. L’architecture du pixel actif a été optimisée en intégrant un amplificateur de charge, suivie d’un circuit de double échantillonnage corrélé (CDS : Correlated Double Sampling). La structure de l’amplificateur à fort gain neutralise l’effet des capacités du photodétecteur couplé à son entrée, et augmente le facteur de conversion avec une bonne linéarité par l’emploi d’une faible capacité d’intégration. Le CDS supprime ou réduit des effets indésirables liés à l’initialisation du pixel : injection de charge des transistors Reset et bruit kTC. Ce capteur d’image occupe une surface de 4mm x 1,6mm, avec une surface active de 87µm x 283µm sur chaque pixel. Les résultats de test sont analysés et comparés à ceux de quelques capteurs de ce type récemment publiés dans la littérature. Après le test, le capteur d’image linéaire a été mis en œuvre dans un microspectrophotomètre. La caractérisation de cet instrument a donné des résultats tout à fait encourageantsThis thesis aims to develop a high-sensitivity, low-resolution micro-spectrophotometer for biochemical analysis. Within this framework, a linear image sensor consisting of 32 active pixels has been designed and fabricated in a 0. 8µm CMOS process. The pixel sensing element is a BDJ (Buried Double p-n Junction) photodetector, which allows light intensity measurement and wavelength identification. The APS (Active Pixel Sensor) architecture is optimised by integrating a charge amplifier and a following CDS (Correlated Double Sampling) circuit. The high-gain amplifier structure suppresses effect of the detector capacitances at its input, and enhances conversion gain with good linearity by using a small integration capacitor. The CDS cancels or reduces undesirable Reset-related effects such as charge injection of Reset transistors and kTC noise. This image sensor occupies a surface of 4mm x 1,6mm, with an active surface of 87µm x 283µm for each pixel. The testing results are analysed and compared with those of several recently-developed image sensors reported in the literature. This tested image sensor is then employed in the development of a micro-spectrophotometer. Interesting results have been obtained by characterising the instrument
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Szelezniak, Michal. "Development of pixel detectors with integrated microcircuits for the vertex detector in the Star experiment at the RHIC collider." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2008. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2008/SZELEZNIAK_Michal_2008.pdf.
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Ce travail contribue au programme de recherche et de développement des détecteurs monolithiques à pixels actifs (MAPS) pour la construction du prochain détecteur de vertex dans l’expérience STAR du collisionneur RHIC. Le détecteur à 135 million pixel, prévue pour 2011, augmentera le programme de physique grâce à sa résolution de pointage prévu du 30 µm. La collaboration STAR développe ce détecteur dans la nouvelle technologie des MAPS qui fournit un capteur et l'électronique de lecture intégrée dans les processus standard de CMOS. Le travail présenté dans cette thèse, décrit la progression du développement des MAPS d’une simple architecture jusqu’à des conceptions plus complexes qui intègrent le traitement des signaux sur le circuit. Une étude un amplificateur d’entrée intégré au niveau d’un pixel avec une consommation de puissance faible et à faible bruit, est présenté avec les résultats expérimentaux associés. L'intégration des capteurs MAPS au détecteur du vertex a été étudié dans ce travail avec un télescope de détecteurs composé de trois prototypes MAPS et un prototype du système de lecture. La réduction du débit des données d'un système portant sur plusieurs millions de pixels a été étudiée avec un algorithme trouvant dynamiquement les pixels touchés par le faisceau. L'opération du RHIC à une luminosité ultime exige des architectures plus avancées que la simple conception mise en application dans de premier prototype consacré à STAR. Dans ce travail les solutions présentées indiquent le chemin de développement pour les capteurs finaux avec une amplification du signal intégré dans les pixels et une numérisation des données sur le détecteurThis work is part of the Monolithic Active Pixel Sensor (MAPS) R&D program that is directed towards construction of a new, 135 million pixel vertex detector for the STAR experiment at the RHIC collider. The new detector is planned to be installed in 2011 to extend the current physics capabilities of the system by providing a pointing resolution of 30 µm. The STAR collaboration is actively pursuing detector development in MAPS technology that offers thin monolithic detectors fabricated in standard CMOS processes. The work presented addresses the development of MAPS from basic architectures to simple integrated on-chip signal processing. A common element for most of the presented readout schemes is a compact low-noise, low power consumption, compact in-pixel amplifier. A review of possible solutions for this element together with experimental results is presented. MAPS operating in current mode have been investigated in this thesis as an alternative to the classical voltage mode. Integration of MAPS sensors in a complete detector system has been investigated with a prototype readout system coupled to a detector telescope composed from three MAPS prototypes. The optimization of the readout of a multi-million pixel detector has been addressed with a study of an "on-the-fly" cluster finding algorithm reducing the data rates. The operation of RHIC with increased luminosity will require more advanced pixel architectures than the simple design implemented in the first prototypes. The solutions presented indicate a development path for the final sensor with in-pixel signal amplification and on-chip data digitization
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Frick, Vincent. "Etude et réalisation d'un système intégré pour la mesure de courant avec isolation galvanique en milieu industriel." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. http://www.theses.fr/2002STR13237.
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Ce projet, initié par le laboratoire LEPSI, a été mené dans le cadre d'une convention CIFRE en collaboration avec la société SOCOMEC. Le point de départ du travail présenté est un ca-hier des charges traduisant les besoins en systèmes de mesure du courant de cette société. La mesure précise, à faible coût, de courants avec isolation galvanique pose de nombreux pro-blèmes techniques. Aujourd'hui, on ne peut plus concevoir industriellement des composants de commande numérique de plus en plus petits et des circuits de puissance à compacité accrue sans envisager de développer des capteurs de courant plus petits, offrant une bonne isolation galvanique et moins coûteux. Une étude préliminaire sur les principes de mesure de courant utilisés dans le milieu industriel montre que la plupart des systèmes actuellement utilisés sont basés sur le principe d'un circuit magnétique souvent encombrant (transformateur d'intensité, capteur à effet Hall inséré dans un tore magnétique, etc. ). Or, la présence d'un matériau ma-gnétique engendre des problèmes de non-linéarité et réduit la souplesse d'utilisation du cap-teur. Les microsystèmes réalisés en technologie CMOS constituent une alternative intéressante car ils permettent d'intégrer à moindre coût et dans des volumes extrêmement confinés des éléments sensibles au champ généré par le courant à mesurer, associés à de l'électronique de conditionnement, ainsi que de nombreuses fonctionnalités supplémentaires. [. . . ]
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Erouel, Mohsen. "Etude sur les transistors organiques à vocation capteur de gaz : application à la détection de gaz nitrés." Lyon, INSA, 2008. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2008ISAL0040/these.pdf.
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Les transistors organiques à effet de champ OFETs sont des transistors MOS en couches minces qui se développent considérablement du fait de leur application possible comme capteurs de gaz nitrés. Le développement de ces dispositifs demande de mettre au point des technologies adaptées : bas coût, processus basse température, portabilité, stabilité et sélectivité. L'objectif de ce travail est de développer des transistors organiques en vue de la détection de dérivés nitrés utilisés dans les explosifs courants. Pour y parvenir, plusieurs tâches ont été menées. La première tâche consiste à choisir le diélectrique permettant d’avoir un transistor stable. Dans ce but, deux types d’isolant de grille ont été étudié : des oxydes inorganiques de fortes constantes diélectriques (Ta2O5, HfO2, ZrO2, Al2O3/ZrO2) déposés par une procédure basse température, et un isolant organique polyméthylméthacrylate PMMA déposé par spin-coating. Des transistors en pentacène utilisant les différents diélectriques ont été réalisés afin de comparer leurs performances électriques. L’analyse de tous les résultats obtenus (électriques et morphologiques) nous a permis d’appréhender le comportement de ces dispositifs sous leur aspect général ainsi que celui des diélectriques. L’étude de la stabilité des transistors utilisant les oligothiénylènevinylènes retenues pour la détection de dinitrotoluène (DNT) a été réalisée. La mesure de la dérive de ces composants a été effectuée par des études de l’influence de bias stress, de l’humidité et de température. La réponse de ces capteurs à la présence des vapeurs de DNT a été appréhendée. Cette détection passe par des réactions donneur-accepteur entre la coucheOrganic field effect transistors (OFETs) are now widely recognized for their potential applications in all fields of so-called "plastic electronics". The high development of those transistors is related to the possibility to use its on nitrous gas sensor elaboration. The development of those systems needs the use of adapted technologies, a low elaboration cost, working at low temperature, to be easy to transport, selective and stable. In this field, the objective of our work consists on developing organic transistors for nitrous derivates detection usually used on classical explosive system. The sensor elaboration needed the good realisation of many tasks. The first one consists on the selection of the dielectric allowing us to have a stable transistor. For this, two insulator materials were used: inorganic oxides with high dielectric value (Ta2O5, HfO2, ZrO2, Al2O3/ZrO2) deposited with a low temperature process and an organic insulating material, the polymethylmethacrylate PMMA deposited by spin-coating. Pentacene transistors using different dielectrics were elaborated in order to compare their electric efficiencies. The results analysis (morphologic and electric) permitted to understand the comportment of those systems under their general aspect in addition to the comportment of the used dielectrics. The study of the stability of the oligothienylenevinylenes derivatives based transistors selected for the detection of dinitrotoluen (DNT) was conduced. The measure of components derivates was realized by studies based on the stress influence following, humidity and temperature. Sensors responses to DNT vapour were followed. Detection is related to donor-acceptor reaction
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Casadei, Bruno. "Conception et réalisation d'un capteur en technologie CMOS pour l'observation d'impulsions lumineuses brèves voisines de 1ns." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. http://www.theses.fr/2003STR13020.
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Deux méthodes sont utilisées pour visualiser des évènements lumineux brefs. La première consiste à acquérir rapidement un grand nombre d'images 2D à intervalle de temps régulier pendant une courte durée. Mais ce procédé est limité à une résolution temporelle proche de la microseconde. Pour atteindre une résolution temporelle proche de la picoseconde, la seconde solution est réalisée à partir d'une image bidimensionnelle et consiste à attribuer à une dimension spatiale la coordonnée temporelle pour obtenir l'intensité lumineuse en fonction du temps et d'une dimension spatiale. La seule caméra obtenant ce résultat est la caméra à balayage de fente dont la partie reconstruction temporelle est réalisée par un tube à vide ce qui la rend fragile, encombrante, coûteuse et gourmande en énergie. L'objectif de ce travail est de développer une nouvelle architecture de caméra CMOS reproduisant le fonctionnement de la caméra à balayage de fente. Pour y parvenir, nous utilisons la possibilité de réaliser un temps d'intégration différent par pixel. En retardant le début de la phase d'intégration des colonnes de pixels, une plage temporelle de 45ns est créée ce qui nous permet d'obtenir l'intégrale discrétisée du signal lumineux à la sortie de la caméra. Cette plage est fixée par le temps de retard intrinsèque des portes logiques qui constituent le système de retard. Celui-ci définit le temps de retard entre colonnes et détermine la résolution temporelle. Puis par le calcul de la différence entre colonnes, nous reconstruisons le signal d'entrée. Le pixel utilise une structure de pixel actif à photodiode. Nous avons caractérisé le pixel afin de connaître tous ses paramètres et de les comparer aux capteurs existants pour justifier de sa qualité. La mesure de la largeur d'une impulsion laser montre que la résolution temporelle de notre caméra est de 800ps. Les applications de ce type de caméra sont nombreuses et touchent tous les domaines : médical, écologique, astronomique, industriel et pyrotechniqueTwo methods are used to visualize short light events. The first one consists in quickly acquiring a great number of 2D images with regular time interval for a short length of time. But this process is limited to a temporal resolution near of one microsecond. To reach a temporal resolution near of one picosecond, the second solution starts from a two-dimensional image and consists in allotting to a space dimension the temporal dimension to obtain the light intensity according to time and one space dimension. The only camera obtaining this result is the streak camera which uses a vacuum tube for its temporal rebuilding parts what makes it fragile, cumbersome, expensive and greedy in energy. The objective of this work is to develop a new architecture of CMOS camera reproducing the operation of the streak camera. For that purpose, we use the possibility of carrying out a different integration time per pixel. By delaying the beginning of the integration phase of the columns of pixels, a temporal range of 45ns is created what enables us to obtain the sampled integral of the light signal at the output camera. This range is fixed by the intrinsic delay time of the logical gate which constitutes the delay system. This one defines the delay time between columns which determines the temporal resolution. Then by calculation of the difference between columns, we rebuild the input signal. The pixel uses a structure of active pixel sensor with photodiode. We characterised the pixel in order to know all its parameters and to compare them with the existing sensors to justify its quality. The measurement of the width of a laser impulse shows that the temporal resolution of our camera is of 800ps. The applications of this type of camera are numerous and touch all the fields: medical, ecological, astronomical, industrial and pyrotechnical
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Lalitha, Anusha. "Modelling of MOF/Graphene oxide composites and their performances for CO2 capture." Thesis, Montpellier, 2020. http://www.theses.fr/2020MONTS003.
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La problématique du réchauffement de la planète causé par l’émission de gaz à effet de serre est actuellement un enjeu sociétal majeur. La capture de CO2 par l’utilisation de matériaux poreux apparait comme une solution viable. Des composites construits à partir de l’assemblage d’oxyde de graphène (GO) et de matériaux hybrides poreux de type MOFs ont récemment été proposés comme des candidats prometteurs pour l’adsorption sélective du CO2 vis-à-vis d’autres gaz, comme N2 et CH4. Dans cette thèse, une attention particulière a été portée à la construction de modèles structuraux pour le GO incorporant différentes fonctionnalités chimiques. Une méthodologie computationnelle innovante intégrant des approches quantiques et classiques (Dynamique Moléculaire) a été ensuite mise en œuvre pour construire des modèles microscopiques des composites MOF/GO et caractériser leurs interfaces en termes de taux de recouvrement, nature des sites d’interaction et déformation du GO, des paramètres qui jouent un rôle majeur dans la compatibilité du composite. Cette étude a été menée de façon systématique en faisant varier la nature à la fois du MOF et de la fonctionnalisation du GO. Par la suite, les performances de séparation de ces systèmes ont été modélisées à l'aide de simulations Monte Carlo. Cet effort computationnel a été mené en lien étroit avec des données expérimentales issues de différentes collaborations au sein du projet H2020 EU GRAMOFON. Les conclusions de cette thèse ouvrent la voie à un développement plus rationnel des membranes à matrice mixte MOF/GORecently, most of the research attention has been focused on controlling global warming resulting from the emission of greenhouse gases. The advantage of developing adsorbents for physisorption-based CO2 capture resides in the reduction of energy penalty and easier recyclability. Composite systems (MOF/GO) made from the assembly of graphene oxide (GO) with Metal organic frameworks (MOFs) together with tailored functionalities have been recently revealed as promising candidates to selectively adsorb CO2 over diverse gases including N2 and CH4. In this PhD, an innovative computational methodology integrating density functional theory calculations and force field-based molecular dynamics simulation has been applied to provide a first atomistic picture of the interactions at the MOF/GO interface with the main objective to characterize the nature of the interactions between the two components, the surface coverage, the GO conformation that all together are expected to play a key role in the compatibility of the composite. As a first step, a careful attention has been paid to develop a structural model for the GO containing –hydroxyl, -epoxy and –carboxylic groups consistent with the experimental observation on the C/O ratios. As a proof of concept, the zinc-based zeolite imidazole framework ZIF-8 has been considered and its MOF surface model has been taken from our previous work. The MOF/GO interface has been further built and detailed analysis of the MOF/GO interfaces has been generated. A systematic computational exploration of the impact of the nature of the MOFs as well as of the functionalization of GO has been further deployed. Subsequently, the adsorption and separation performances were modelled for these MOF/GO systems using Monte Carlo simulations. These computational findings were supported by experimental data collected within the frame of the H2020 EU GRAMOFON and paves way towards a more rationale development of mixed matrix membranes
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Kurban, Ugur. "Micro-capteur magnétique 3D haute résolution compatible avec les technologies de l'intégration : application au suivi magnétique de trace lors d'interventions endovasculaires." Strasbourg, 2010. http://www.theses.fr/2010STRA6200.
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Blasco, Hugues. "Methodes acoustiques pour caractériser les propriétés mécaniques des muscles : approche fondamentale sur le tissu musculaire de souris. Vers une application clinique pour la dystrophie musculaire de Duchenne." Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20129/document.
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La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) entraine une perte progressive de la force musculaire. L'objectif de ce présent travail est d'étudier la sensibilité d'une méthode acoustique échographique (50 MHz) et d'une méthode résonante (25 kHz) aux changements de propriétés des tissus musculaires de souris mdx modèles. Les paramètres mesurés sont l'atténuation ultrasonore pour la méthode échographique et le module complexe de cisaillement pour la méthode résonante. Dans ce manuscrit nous exposons le développement de ces deux méthodes adaptées à l'étude de deux tissus musculaires de souris : le diaphragme et la peau. La méthode échographique a permis de quantifier les changements de propriétés biologiques du diaphragme en fonction du pourcentage de zone non musculaire sur des souris âgées de 3 mois à 24 mois. La méthode résonante, génère un champ de pression dans le tissu induisant un cisaillement dans le tissu. Cette méthode a permis d'estimer des différences de propriétés mécaniques sur le diaphragme et sur la peau entre les tissus sains et tissu pathologiques. Les résultats obtenus autorisent à penser que le développement de la méthode résonante pour des applications in vivo chez l'Homme atteint de DMD est possibleThe muscular dystrophy of Duchenne (DMD) lead a progressive loss of the muscular strength. The objective of this present work is to study the sensibility of an ultrasound acoustic method (50 MHz) and a résonant method (25 kHz) to the changes of properties of muscle tissues of mdx mice models. The mesured parameters are the ultrasound attenuation for the echographic method and the complexe shear modulus for the résonant method.In this manuscript we explain the development of these two methods adapted to the study of two muscular tissues of mouse: the diaphragm and the skin. The ultrasound method allowed to quantify the changes of biological properties of the diaphragm according to the percentage of non muscular area on 3-month-old mice in 24 months. The résonant acoustic method, generates a field pressure in the tissue leading a shearing tissue. This method allowed to estimate différences of mechanical properties on the diaphragm and on the skin between healthy tissues and pathological tissues. We think the obtained results authorize the development of the resonant method for in vivo applications to human touched by DMD
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Bardyn, Jean-Paul. "Amplificateurs CMOS faible bruit pour applications sonar." Lille 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LIL10167.
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Ce travail a pour but d'évaluer les possibilités d'une intégration monolithique d'amplificateurs à très faible bruit dans une technologie CMOS. Il présente les principales caractéristiques et limitations des dispositifs actifs de cette technologie pour des applications analogiques pointues. En particulier, le bruit 1/F du transistor MOS est caractérisé et modélisé par une approche unifiée valide pour tous les régimes de fonctionnement. Dans le cadre d'applications en acoustique sous-marine, différents critères d'optimisation de l'amplificateur sont évalués. Ils ont été implémentés au sein d'un circuit prototype original de part certains aspects de sa structure. Le niveau de performances atteint par ce circuit nous permet d'envisager le remplacement des actuels circuits hybrides BIFET. Ceci ouvre la perspective d'une intégration monolithique de chaînes en traitement de signal complètes pour des capteurs sonar.
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Gallorini, Romuald. "Conception en technologie CMOS standard d'une interface pour capteurs capacitifs dédiée à la mesure d'humidité relative." Lyon, INSA, 2002. http://www.theses.fr/2002ISAL0021.
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L'amélioration continue des performances, de la sécurité et de l'économie d'énergie exige la présence de capteurs de plus en plus nombreux. Cette thèse propose un système de mesure dédié aux capteurs capacitifs dans les domaines de l'automobile et du grand public. Elle se base sur un modulateur sigma delta d'ordre deux associé à un capteur de température et un calibrage en deux points par PROM. La linéarisation de la caractéristique du capteur est assurée par un CNA de retour multibits. Un circuit a été conçu en technologie CMOS standard pour la réalisation d'une sonde de mesure d'humidité relative à partir d'un capteur commercial discretThe continous improvement of performences, secutity and power efficiency lead to the growth of sensors interaction in many applications. This thesis reports on a capacitive sensor interaction for automotive and public applications. It is based on a two-points calibration by PROM while the linear behaviour of the sensor characteristics is achieved thanks to a modular multibits technology to build a relative humidity probe from a commercial discret sensor
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Fourment, Sabine. "Intégration multifonctionnelle dans un microsystème optique : application à un capteur de déplacement." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30064.
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L'intégration fonctionnelle dans les microsystèmes opto-électro-mécaniques (MOEMS) ouvre la voie à la miniaturisation, à l'accroissement de la fonctionnalité des systèmes optiques actuels, et à l'émergence de nouveaux systèmes. Elle repose sur la conception et le développement de procédés technologiques collectifs et à faible coût, en s'appuyant sur les acquis de la microélectronique sur silicium. Dans cette perspective, les travaux présentés dans cette thèse ont pour but la miniaturisation d'un capteur de déplacement de résolution nanométrique et de grande course, basé sur les phénomènes diffractifs et interférométriques. Le premier objectif est de montrer l'intérêt et la faisabilité d'une intégration sur une plateforme en silicium des fonctions optiques et électroniques, selon une technologie CMOS conventionnelle. Un ultime niveau d'intégration, reposant sur un principe original de détection interférométrique, est ensuite proposé. Nous montrons d'abord la compatibilité d'une technologie CMOS standard avec le cahier des charges du capteur, notamment dans le domaine de la photodétection, puis nous présentons l'étude d'optoASICs regroupant les fonctions de détection, de conditionnement et de traitement du signal. La conception de la carte support, le report du composant sur la carte et l'intégration de l'ensemble dans un boîtier compact et fonctionnel sont exposés et un prototype est réalisé. Afin d'accroître compacité et fonctionnalité du capteur, nous proposons alors un concept original d'intégration, réalisant à la fois les fonctions de mise en interférences et de détection. La faisabilité technologique de ce concept est obtenue en réalisant ce détecteur spécifique, selon un procédé compatible avec une technologie CMOS. La mesure de déplacement, utilisant le principe du capteur, permet d'analyser la validité de cette approche. Enfin, la sensibilité de ce nouveau dispositif aux différents paramètres structuraux et aux conditions de fonctionnement est étudiéeIn Micro Optical Electromechanical Systems (MOEMs), functional integration paves the way for miniaturized systems, an increase in the functionality of current optic systems and the emergence of new systems. This integration relies on the design and development of collective, low cost technological processes using microelectronics on silicon. This work consists in miniaturizing a long range and nanometer resolved displacement sensor based on diffractive and interferometric phenomena. First, the interest and feasibility of integration of optic and electronic functions on silicon platform, using conventional CMOS technology is discussed. In the second part, an ultimate level of integration, based on original principle of interferometric detection, is proposed. First, the compatibility of standard CMOS technology with the sensor specifications is demonstrated, in particular in the photodetection domain. Then, we present the study of optoASICs including photodiodes and signal processing. Support card design, the component transfer onto this card and integration of the whole assembly into a compact and functional package are described and a prototype is fabricated
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Wang, Xiaoyin. "Bayesian analysis of capture-recapture models /." free to MU campus, to others for purchase, 2002. http://wwwlib.umi.com/cr/mo/fullcit?p3060157.
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Bellach, Benaissa. "Capteurs d'images : application à l'observation et à la mesure de vitesse de phénomènes lumineux rapides." Dijon, 2003. http://www.theses.fr/2003DIJOS065.
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Le développement des technologies sub-microniques a permis un regain d'intérêt pour les capteurs d'images CMOS. Les approches conventionnelles pour la conception d'imageurs CMOS sont en général basées sur des architectures de pixel dit Actif et dénommé APS (Active Pixel Sensor). Le principe de l'APS, consiste à associer dans le pixel, le détecteur photosensible et plusieurs transistors dont le but est d'amplifier et de sélectionner le signal électrique provenant de la détection de l'information lumineuse. Le transfert vers la sortie est assuré par un bus colonne adressable comme une mémoire. Ce principe d'acquisition est incompatible avec l'observation de phénomènes rapides qui nécessitent des cadences de lecture élevées. L'approche proposée dans ce travail consiste à développer un imageur basé sur une architecture DPS (Digital Pixel Sensor) où la conversion analogique / numérique est assurée au sein même du pixel. L'architecture présentée permet d'acquérir une séquence de 16 images binaires au cours d'une seule exposition. Cette caractéristique particulière lui confère la possibilité d'observer l'évolution de phénomènes lumineux rapides. Cette thèse porte plus précisément sur la conception, la réalisation et le test d'un capteur d'image DPS permettant de fournir une image codée facilitant l'analyse de mouvement et la mesure de vitesse de phénomènes lumineux. Cette approche est novatrice car elle propose un imageur capable de fournir en une seule acquisition, à la fois l'information spatiale, et l'information temporelle au moyen d'un principe simple et original de codage de l'instant de passage du phénomène observé par un niveau de gris. La sensibilité de l'imageur et le temps d'exposition du capteur sont directement contrôlés par une horloge externe.
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Allen, A. J. (Aaron John). "Capture, storage, and analysis of video images on the Alcator C-mod tokamak." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 1997. http://hdl.handle.net/1721.1/10341.
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Gautrand, Anne. "Étude et modélisation des phénomènes de transfert de charges dans les capteurs d'images à pixels actifs PhotoMOS." École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007), 2000. http://www.theses.fr/2000ESAE0011.
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Le travail présenté dans cette thèse s'est déroulé au sein du Laboratoire de recherche CIMI (Conception d'Imageurs Matriciels Intégrés) de SUPAERO, qui a axé ses travaux de recherche sur la conception d'imageurs matriciels à pixels actifs (APS) de type photodiode ou PhotoMos à haut niveau de performances, et réalisés en technologie CMOS standard. Les pixels PhotoMos, auxquels nous nous sommes particulièrement intéressés, sont basés sur un mécanisme de transfert de charges entre le site photosensible constitué d'une capacité MOS, et la diode de lecture qui convertit les charges photoniques en tension. Nous avons étudié ce phénomène de transfert de charges en nous basant principalement sur des résultats de simulations dynamiques du pixel par maillage à éléments finis (outils ISE-TCAD) et résolution des équations de la physique du semiconducteur à chaque nœud du maillage. Les résultats obtenus par modélisation de la structure d'un pixel APS de type PhotoMos en 2 dimensions, utilisant des paramètres technologiques les plus proches possibles des données technologiques réelles, nous ont permis de dégager les principes généraux de fonctionnement de ce mécanisme de transfert et l'influence de certains paramètres, sur son efficacité et sa dynamique temporelle. On peut citer parmi ces paramètres, la valeur de la polarisation de la tension de grille du transistor de transfert, le niveau de signal et la dimension de la diode de transfert. Nous en avons donc déduit certaines règles de fonctionnement optimum qui pourront être exploitées par les concepteurs, pour réaliser des structures les mieux adaptées en terme de dimensionnement, pour des applications données, et de choisir les conditions optimales de fonctionnement en terme de chronogrammes et de polarisations. Ces résultats ont pu être comparés avec des caractérisations expérimentales, et ont montré une très bonne concordance entre la modélisation et les résultats expérimentaux.
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Zhou, Lingchuan. "Conception d'un capteur ECG intégré non-magnétique, compatible avec l'environnement IRM : Application à la synchronisation optimisée de l'imagerie cardiaque." Strasbourg 1, 2008. http://www.theses.fr/2008STR13092.
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L'amélioration de la qualité de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) cardiaque, et donc de la précision du diagnostic, passe par une mesure plus précise de l’électrocardiogramme (ECG). Or l'enregistrement de l'ECG en IRM reste problématique à cause notamment des gradients de champs magnétiques et du champ statique. La solution proposée dans cette thèse consiste à réaliser un capteur ECG intégré compatible avec l'IRM, délivrant un signal sans artefact. L'ECG étant un signal physiologique de très faible d'amplitude et de très basses fréquences, plusieurs problèmes ont été abordés auxquels nous avons proposé des solutions. La mise en œuvre d'un couplage AC en entrée, d'un amplificateur d'instrumentation autour de convoyeurs de courant de deuxième génération et d'un filtre passe-bas à capacités commutées entres autres, permet de constituer une chaîne d'acquisition du signal ECG, intégrée en technologie standard CMOS AMS 0,35 µm. Nous avons enfin réalisé un prototype en vue d'une validation du circuit dans un environnement IRM par plusieurs séances d'acquisitions et de mesures. Les résultats expérimentaux montrent que le capteur ECG intégré présente de bonnes performances permettant d'améliorer la qualité des signaux ECG recueillis et ainsi d'optimiser la synchronisation des séquences de l'imagerie cardiaqueImprovement on the quality of cardiac magnetic resonance imaging (MRI) highly requires more accurate electrocardiogram (ECG) signals used for sequence synchronization algorithms. However large artefacts may be superimposed on the ECG signal due to the static magnetic field, the gradient of magnetic field and radiofrequency pulses. The objective of this work consists in designing an integrated ECG sensor to deliver an ECG signal without artefact to be used in MRI. The design constraints in microelectronics are mainly due to the nature of the ECG which is of small amplitude and low frequencies. Proposed solutions consist of implementations of an AC-coupled input stage, an instrumentation amplifier designed by using second generation current conveyors (CCII) and a switched-capacitor low-pass filter. The final ECG acquisition system was mainly composed of these elementary circuits and integrated in a standard CMOS AMS 0. 35 µm technology. We carried out a series of recordings of ECG in MRI environment in order to validate the integrated circuit. The results show that the designed integrated ECG sensor exhibits good performances allowing an optimized synchronization of cardiac MRI imaging by ECG
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Dahoumane, Mokrane. "Conception, réalisation et caractérisation de l’électronique intégrée de lecture et de codage des signaux des détecteurs de particules chargées à pixels actifs en technologie CMOS." Strasbourg, 2009. http://www.theses.fr/2009STRA6236.
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Les futures grandes expériences de l’exploration des lois fondamentales de la Nature (e. G. ILC) exigent des détecteurs de vertex de résolution spatiale et de granularité poussées, très minces et radio-tolérants, qui sont hors de portée des technologies de détections actuelles. Ce constat est à l’origine du développement des Capteurs CMOS à Pixels Actifs. La résolution spatiale du capteur est une performance clé. Elle résulte de la répartition des charges libérées par une particule chargée traversant, et ionisant, le volume sensible. L’encodage de la charge collectée par chaque pixel repose sur un CAN (Convertisseur Analogique Numérique) intégrable à même le substrat abritant le volume sensible du capteur. Ce CAN doit être précis, compact, rapide et de faible consommation. L’objectif de cette thèse a donc été de concevoir un CAN répondant à ces exigences conflictuelles. D’abord, plusieurs architectures d’un échantillonneur-bloqueur-amplificateur ont été étudiées pour conditionner le faible signal des pixels. Une architecture originale de cet étage a été conçue. L’architecture pipeline du CAN a été choisie. La configuration de base de 1,5 bit/étage a été implémentée pour tester la validité du concept, puisqu’elle permet de minimiser les contraintes sur chaque étage. Nous avons optimisé l’architecture en introduisant le concept du double échantillonnage dans un premier temps sur une configuration de 2,5 bits/étage, ceci a permis de minimiser les dimensions et la puissance. Le double échantillonnage combiné avec la résolution de 1,5 bit/étage a constitué une seconde amélioration. Une nouvelle architecture du CAN adapté à la séquence des commandes des pixels a été proposéeThe future big experiments for exploring the fundamental laws of the Nature (e. G. International Linear Collider, ILC) require Vertex Detectors of high spatial resolution and granularity, very thin and radio-tolerant, which are out of reach of the current detection technologies. This observation is at the origin of the development of a novel technology, CMOS Active Pixel Sensors. The spatial resolution of the sensor is a major performance. It results from the sharing of the charges created by a charged particle when it crosses -and ionizes- the sensitive volume. The encoding of the charge collected by each pixel bases on an ADC (Analog-to-Digital Converter), which must be integrated on the substrate sheltering the sensitive volume of the sensor. This ADC must be precise, compact, fast and dissipating low power. The objective through this thesis was to design an ADC fulfilling these conflicting requirements. First, several architectures of a sample-hold-amplifier were studied for conditioning the low signal coming from the pixel. An original architecture of this stage was designed. The pipelined architecture was chosen to develop the ADC. The basic configuration 1. 5 bit/stage was implemented to test the validity of the concept, because it allows minimizing the constraints of each single stage. We optimized the ADC pipelined architecture by introducing the double sampling concept on a configuration of 2. 5 bits/stage, this allowed to minimize the dimensions and the power. The double sampling combined with the 1. 5 bit inter-stage resolution constituted a second improvement of the ADC architecture. A new architecture of the ADC adapted to the pixel command sequence was proposed
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Lawson, Bruno. "Nouvelle approche de suivi non invasif de l'alcoolémie par perspiration à l'aide de multicapteurs MOX." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0698.
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Nous proposons dans le cadre de ce travail de thèse, une nouvelle approche de la détection non invasive de l’alcoolémie sanguine à l’aide de microcapteurs d’éthanol à base de SnO2. Cette méthodologie se base sur une détection indirecte de l’alcoolémie sanguine par une mesure des vapeurs d’éthanol émises par la perspiration cutanée suite à une consommation d’alcool. Afin de valider cette approche, il a fallu dans un premier temps démontrer la pertinence et la faisabilité de cette méthodologie de détection par la réalisation d’essais cliniques pilotes en collaboration avec une équipe médicale d’étude pharmacologique du CPCET Marseille. Les différentes mesures du taux d’éthanol réalisées dans les fluides biologiques tels que le sang et l’air expiré ont pu être précisément corrélées avec les mesures de vapeurs d’éthanol réalisées à travers la perspiration à l’aide de trois microcapteurs de gaz commerciaux à base d’oxydes métalliques intégrés à un bracelet. Ces dispositifs ont l’avantage d’être sensibles mais pas sélectifs à la nature du gaz détecté. Durant ces travaux, des couches sensibles de SnO2 ont été déposées par pulvérisation cathodique RF magnétron réactive sur un transducteur breveté par notre équipe, intégrant trois capteurs sur une même puce. L’optimisation des paramètres de dépôt et les analyses structurales des couches de SnO2, nous ont permis de réaliser un multicapteur d’éthanol démontrant des performances sous éthanol ; en termes de sensibilité sous atmosphère humide, de répétabilité et de temps de réponses et de recouvrement ainsi que du point de vue sélectivitéA new approach of a noninvasive detection of blood alcohol concentration using ethanol microsensors based on SnO2 Is developed in this work. The methodology is based on an indirect detection of blood alcohol concentration by measuring the ethanol vapor emitted through the skin perspiration after alcohol consumption. In order to validate this approach, first we demonstrated the relevance and the feasibility of this detection method by carrying out pilot clinical trials in collaboration with a medical team of pharmacological study of CPCET Marseille. The different measurements of the ethanol concentration carried out in biological fluids such as blood and exhaled air could be precisely correlated with the measurements of ethanol vapors performed through the perspiration using three commercial gas microsensors based on metal oxides integrated into a bracelet. . These devices have the advantage of being sensitive but not selective to the nature of the gas detected. During this thesis work, sensitive layers of SnO2 were deposited by reactive magnetron RF sputtering on a transducer patented by our team, integrating three sensors on the same chip. The optimization of the deposition parameters and the structural analyzes of the SnO2 layers, allowed us to develop an ethanol multi-sensor demonstrating performances under ethanol; in terms of sensitivity on humidity, repeatability and response and recovery times as well as from the point of selectivity
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Cohen, Muriel. "Caractérisation des modes de défaillance des capteurs d'images CMOS à pixels actifs en environnement spatial." Toulouse, ENSAE, 2000. http://www.theses.fr/2000ESAE0019.
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Hassine, Souha. "Application du pont actif différentiel à la mesure de la température faible consommation sur CMOS." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20217/document.
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Au sein de l'équipe « Microsystèmes » du LIRMM, plusieurs capteurs ont été développés basés sur des structures mécaniques ou thermiques pour réaliser des fonctions de transduction, et ce dans un contexte d'intégration de capteurs à l'aide de technologies microélectroniques standards (MOS). Ces capteurs sont majoritairement résistifs car simples à concevoir et économiques à fabriquer. Néanmoins, parmi leurs inconvénients majeurs, la consommation et le bruit sont les plus notables. Dans une thèse précédente, un circuit de conditionnement nouveau appelé ‘pont Actif' a été proposé. Ce circuit, présenté comme une ‘alternative' au traditionnel pont de Wheatstone, permet de diminuer le courant consommé tout en offrant une amplification importante du signal. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est d'évaluer l'intérêt du pont Actif dans une application ‘capteur de température'. La mesure de la température est au cœur de très nombreuses applications. De nombreux instruments ont été mis au point, le plus connu restant le thermomètre à mercure. Aujourd'hui, les capteurs de température sont largement utilisés dans les systèmes de mesure, d'instrumentation ou les systèmes de contrôle. Compte tenu de l'étendu des domaines d'application, proposer, dans un contexte de systèmes embarqués, un capteur de température résistif très faible consommation, très performant et occupant une faible surface reste pertinent aujourd'hui. Après un tour d'horizon des solutions existantes concernant la mesure de la température, la première partie de la thèse introduit les principes de fonctionnement du pont Actif différentiel. Sur cette base, différentes déclinaisons de capteurs de température optimisés en termes de consommation sont proposées, modélisées et caractérisées. Ces études montrent que le point de polarisation du capteur est sensible aux variations du procédé de fabrication. Par conséquent, dans le but de contrôler le point de polarisation, nous avons mis en œuvre une conversion tension-courant. Finalement, le capteur a été intégré dans un modulateur Sigma Delta. Aussi, le principe de fonctionnement général du modulateur et l'implantation de la chaîne capteur à retour numérique sont présentés. Le manuscrit est clos par une synthèse des différents points abordés tout au long de ce travailSeveral sensors using standard microelectronic technologies (MOS) have been developed based on mechanical or thermal structures to perform transduction functions by the ‘Microsystems' Team of the LIRMM. These sensors are mainly resistive thanks to their design simplicity and low cost. However, one of their major problems, power consumption and noise are the most notable. In another thesis, a new conditioning circuit called 'Active Bridge' has been proposed. This circuit, presented as an 'alternative' to the traditional Wheatstone bridge, reduces considerably the power consumption while providing an important signal amplification. In this context, the objective of this thesis is to evaluate the usefulness of the Active Bridge in a temperature sensor application.The temperature measurement is at the heart of many applications. Many instruments have been developed, the best known remaining mercury thermometer. Today, the temperature sensors are widely used in measuring systems, instrumentation and control systems. Given the wide application areas, propose, in the context of embedded systems, a resistive temperature sensor ultra-low power, high performance and small remains relevant.After an overview of the existing solutions for this kind of application, the first part of the thesis introduces the principle of the differential Active Bridge. So, different architectures of temperature sensors optimized in terms of consumption are proposed, modeled and characterized. These studies show the dependency of the operating point of the sensor to the process and mismatch variations process. Therefore, in order to control the operating point, a voltage to current conversion has been implemented. Finally, the sensor has been integrated into a Sigma Delta modulator to implement a digital feedback. Finally, a conclusion of the issues and different results have been discussed as conclusion in this manuscript
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Maëstre, Stéphan. "Étude de courants parasites dans les imageurs CMOS à pixels actifs et de leurs effets induits." Toulouse, ENSAE, 2003. http://www.theses.fr/2003ESAE0019.
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Ce travail effectué au sein du laboratoire CIMI (Conception d'lmageurs Matriciels Intégrés) de SUPAERO porte sur l’étude de différents courants parasites dans les capteurs d'images CMOS à pixels actifs (APS). La première partie s’axe sur l’étude du courant thermique et son origine. Le comportement de différents types de pixels vis-à-vis de ce courant ainsi que l'influence de la température y sont présentés. La deuxième partie s’axe plus particulièrement sur un phénomène jusqu’à maintenant peu étudié dans les capteurs d’images CMOS : l'impact des porteurs chauds. L’intérêt pour ce phénomène est né de l'observation de phénomènes parasites concernant le temps de rétention de la capacité de jonction intra pixel. Nous avons en effet constaté que la décroissance de la tension aux bornes de la photodiode se comportait de façon anormale lorsque le pixel était sélectionné. Il est montré que toutes les technologies étudiées (CMOS 0,7um, CMOS 0,5 um, CMOS 0,35um, CMOS O,25um) présentent le même phénomène parasite. Notre intérêt s’est donc porté sur ce phénomène parasite et nous montrons qu’une production de porteurs chauds par l'électronique du pixel est à son origine. Il est mis en évidence que le circuit de lecture à l'intérieur même du pixel génère des porteurs minoritaires supplémentaires lorsque celui-ci est sélectionné (la collection de ces charges parasites par les zones photosensibles dégradant la réponse des pixels). Parmi les paramètres influents sur la production de ces charges on peut noter le temps de sélection des pixels, les tensions de polarisation ou encore les courants de polarisation. Des simulations physiques grâce à l'outil ISE-TCAD mettent en évidence que le transistor à l'origine de ces phénomènes est le transistor suiveur intra-pixel. De plus, la présence d'émission de lumière (électroluminescence) exposée dans la dernière partie de cette thèse le confirme. L’impact de porteurs minoritaires supplémentaires générés par ionisation par impact secondaire ou par électroluminescence (intervenant principalement à fort niveau de signal) est ainsi montré sur la réponse des pixels. De plus, les précautions à prendre pour minimiser cet impact sont exposées.
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Lauga-Larroze, Estelle. "Contribution à la conception de capteurs de vision CMOS à grande dynamique." Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2007INPG0078.
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Cette thèse, effectuée dans le cadre du projet Européen MEDEA+, PICS, porte sur la conception d’imageurs CMOS destinés aux applications de sécurité automobile et de surveillance. Le travail s’est focalisé sur l’amélioration de la dynamique de fonctionnement des imageurs CMOS tout en conservant des valeurs de bruit spatial fixe, une consommation et une surface de pixel minimales. Plusieurs solutions ont été explorées, les pixels à compresseur logarithmique, les pixels à temps d’intégration et les pixels intégrant une adaptation aux conditions lumineuses. Ces études ont abouties à la conception et la fabrication de quatre imageurs CMOS. Ces capteurs ont été testés et ont permis de valider les approches choisiesThis thesis, carried out within the MEDEA + European project PICS, dealt with the design of CMOS imagers for automotive safety, security and professional broadcast applications. During this thesis, work was focused on improving the CMOS imager dynamic range while keeping minimal values for the fixed spatial noise, the power consumption and the pixel area. Several pixel architectures were investigated such as logarithmic architecture pixels, integration pixels and integration with light adaptive system. These studies resulted in the design of four CMOS imagers. Two circuits have been prototyped. The sensors performances obtained by test validate the proposed pixel architectures
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Ewuame, Komi Atchou. "Analyse Expérimentale et Numérique des Contraintes Thermomécaniques Induites lors des Procédés Émergents de Fabrication de Puces Électroniques au moyen des Capteurs Embarqués." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM006/document.
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Pour la détermination des contraintes thermomécaniques au niveau du silicium, les capteurs piézorésistifs (en rosette) composés de 4nMOS et 4pMOS ont été développés et embarqués dans des produits de la microélectronique.Les relations caractéristiques liant les grandeurs piézorésistives, électriques et mécaniques ont été établies.La détermination des grandeurs piézorésistives nécessite un test de calibration effectué ici à l’aide d’une machine de flexion quatre-points. Cette machine a été conçue et fabriquée dans le cadre de cette thèse et permet d’appliquer une contrainte uniforme uni-axiale dans l’échantillon de silicium et de déterminer ainsi les trois coefficients piézorésistifs.Les capteurs intégrés sur différentes technologies telles que CMOS65, BiCMOS55, CMOS40, BSI140 et PIC25 ont été calibrés avec cette machine.Ces capteurs MOS ont été utilisés dans les cas d’études des contraintes induites par le TSV (technologie CMOS65), par la mise en boitier avec un empilement 3D (technologie CMOS65) et un empilement 2D (technologie BiCMOS55).Les résultats donnent des composantes de contraintes (σyy, σzz) qui ne sont pas en bonne corrélation avec les résultats de simulations. Les réponses électriques des MOS orientés à 90° (direction [010]) par rapport à l’axe des x (direction [100]) sont mises en question, car le coefficient (π12) obtenu à partir de ce MOS agit directement sur les deux composantes de contraintes.D’autre part, les variations de contraintes dans la zone des capteurs, les variabilités inter-puces et inter-plaques perturbent les résultats.Intégrées dans la même structure de test de la technologie CMOS40, différents composants ont été étudiés, notamment les transistors MOS rosette, la structure bandgap et les résistances poly-Si qui ont aussi été calibrés.Une étude de la contrainte thermomécanique induite par la mise en boitier de cette technologie a révélé un fort impact sur les réponses de sortie (mobilité des MOS, tension bandgap).Par une étude de minimisation paramétrique, cet impact a été réduit en agissant sur les dimensions géométriques des constituants et les propriétés matériaux de la résine de moulage.Ces résultats montrent que les MOS en rosette peuvent être utilisés comme capteurs de contraintes mais avec une efficacité limitée. L’utilisation des résistances actives comme capteurs de contraintes est donc envisageable. Par contre, ces MOS peuvent être utilisés pour déterminer l’impact des contraintes sur le fonctionnement de la puceFor the thermomechanical stress assessment in silicon, piezoresistive sensors (in rosette) composed of 4nMOS and 4pMOS were developed and embedded into microelectronic products.The characteristic relations between piezoresistive, electrical and mechanical quantities were established.Piezoresistive quantities were identified thanks to a four-points bending calibration machine. This machine was designed and fabricated in the frame of this PhD and enables applying a known uniform uniaxial stress into silicon sample and then calculating the three piezoresistive coefficients.The sensors embedded into different technologies such as CMOS65, BiCMOS55, CMOS40, BSI140 and PIC25 were calibrated with this machine.These MOS sensors were used for studying stresses induced by TSV (CMOS65 technology), by packaging with 3D stacking (CMOS65 technology) and 2D stacking (BiCMOS55 technology).The results give stress components (σyy, σzz) which are not in a good agreement with simulation results. Electrical responses of the MOS oriented at 90° ([010] direction with respect to the x axis ([100] direction)) are questioned because the coefficients (π12) obtained from this MOS acts directly on the two components.In addition, stress variations in sensors area, as well as inter-chips and inter-wafers variabilities disturb the results.Integrated into the same test chip of the CMOS40 technology, different structures were studied, namely the MOS transistors, the bandgap structure and the poly-Si resistances which were also calibrated.For this technology, a study of thermomechanical stress induced by packaging revealed a significant impact on the output responses (MOS mobility, bandgap voltage). Through a minimization parametric study, this impact was reduced by controlling the geometrical dimensions of components and the material properties of the moulding compound.These results show that, MOS rosettes can be used as stress sensors but with a limited efficiency. The use of active resistances as stress sensors is therefore envisaged. However, these MOS can be used to study the impact of stresses on the chip operation
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Carmignani, Corentin. "Conception, réalisation et caractérisation des propriétés électriques d'un capteur silicium micro-nano permettant une Co intégration CMOS / nano objets." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT043/document.
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Depuis le début du troisième millénaire, des domaines comme l’automobile, le médical, l’industrie agroalimentaire ou l’électronique grand public (smartphone, ordinateur, Hi-fi etc.) sont devenus de plus en plus demandeurs de puces électroniques. Les besoins ont évolué de sorte que la diversification des fonctions des puces électroniques est devenue le nouveau paradigme de la microélectronique. Dans le même temps, des objets biologiques ayant des propriétés très diverses et très spécifiques sont découverts et étudiés. Certains sont conceptuellement considérés comme des solutions ultimes pour répondre à certains défis de l’électronique moderne comme l’utilisation d’origami d’ADN pour la lithographie. De plus il existe une adéquation entre les dimensions des objets biologiques et les transistors les plus fins. Nous nous sommes donc posé la question de savoir si cette convergence d’échelle pouvait permettre la cohabitation de l’électronique et de la biologie pour créer des dispositifs hybrides. Nous avons d’abord étudié l’utilisation d’objets biologiques filiformes comme interconnexions nanométriques. Dans ces recherches des objets biologiques sont utilisés en substitution de matériaux classiques. Toutefois il est loin d’être évident de mesurer leurs propriétés électroniques (mobilité des charges, fiabilité) contrairement aux semi-conducteurs standards. Nous avons donc construit un dispositif de tests électriques facilement utilisable par les biologistes et les électroniciens pour la caractérisation électrique de ces objets biologiques nanométriques. Certains objets biologiques réalisent, de manière naturelle, des interactions ciblées avec des agents biologiques spécifiques parfois pathogènes ou dangereux, ils ont aussi l’avantage de pouvoir être fabriqués à façon comme les protéines. Cela permet d’ouvrir une nouvelle voie dans la fabrication de capteurs dans laquelle les objets biologiques seront interfacés avec les structures électroniques. Nous avons donc travaillé sur la fabrication d'un capteur hybride à base de nanofils de silicium pilotés par un circuit CMOS et permettant un interfaçage entre nanofil et objet biologique. Dans le domaine des capteurs il existe une application qui focalise actuellement beaucoup l’attention, la détection de charges électriques de faibles intensités. Il existe plusieurs techniques mais elles sont toutes perfectibles soit à cause de leur coût soit à cause du temps nécessaire à la réalisation du séquençage soit encore à cause de la difficulté de mise en œuvre du séquençage. Nous avons donc étudié la possibilité de détecter une charge électrique unique. Etant donné la complexité de la question nous avons décidé de répondre à l’aide d’une série de simulationsSince the beginning of the third millennium, domains such as automotive, medical, food industry or consumer electronics (smartphone, computer, Hi-Fi etc.) are increasingly demanding more electronics chips. Needs have evolved so that, chips have to embed multiple function and diversification has become the new paradigm of electronics researches. At the same time, new biological objects with very specific and diverse properties are discovered and studied. Some are considered as ultimate solution to answer new microelectronics challenges. Moreover, there is a scale similarity between the finest transistors and biological objects. We asked ourselves the question: Can we use this similarity to create hybrid device? First, we investigated the application of nano biological object as interconnections. Despite of research the electrical characterization of biological object is still difficult to manage unlike standard materials as semi-conductors, so we developed an easy to use electrical characterization platform. Some biological object naturally reacts with dangerous or pathogenic agents and could be custom manufactured as proteins. This kind of object can be useful to create new hybrid sensors. We worked on design, manufacturing and characterization of 3D hybrid sensors based on silicon nanowires driven by a CMOS circuit. Then we investigated, with a simulation study, the possibility to detect a fine electric charge with a silicone nanowire which is a current area of interest in sensors research
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Youssef, Stéphanie. "Aide au concepteur pour la génération de masques analogiques, réutilisables et optimisés, en technologie CMOS nanométrique." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066645.
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Électronique et semi-conducteurs évoluent rapidement. Des nouvelles technologies sont introduites pour adapter la structure CMOS à la gravure nanométrique. La réduction des délais de mise sur le marché nécessite un flot de conception analogique fiable. La génération automatique du dessin des masques est un élément clé de ce flot dont les défis augmentent à mesure que la finesse de gravure augmente. La thèse propose un flot réutilisable et optimisé pour faire face aux défis de conception de masques de circuits alogiques. Il fait partie du projet CHAMS développé en LIP6. Tout d'abord, nous avons conçu une bibliothèque de primitives analogiques qui sont paramétrés, réutilisables, avec différents styles de Layout. Un langage de description a été introduit pour faciliter la migration technologique et le calcul des paramètres induits par le Layout. Ensuite, nous avons développé des algorithmes pour placer les circuits complexes en utilisant la bibliothèque de primitives, les fichiers de technologie et les contraintes géométriques du concepteur. Une représentation topologique du plan de masse et des contraintes telle que l´ appariemenent, la symétrie et la proximité ont été introduites. Enfin, nous avons créé un environnement logiciel pour optimiser le Layout suivant différents facteur de forme afin de minimiser la surface et le routage. La génération des masques documente directement la netlist par les paramètres parasites dépendants du Layout. Ce travail offre une solution fiable pour permettre une génération rapide, optimisée en quantifiant les parasites du layout de circuits analogiques complexesElectronics and semiconductor are evolving at an ever-increasing rate. New technologies are also introduced to extend CMOS into nano/molecular scale MOSFET structures. Tighter time-to-market needs are pressing the need for an automated reliable analog design flow. Automatic layout generation is a key ingredient of such flow whose design challenges are drastically exacerbated when more complex circuits and newer technologies must be hosted. The thesis presents a designer-assisted, reusable and optimized analog layout generation flow that addresses the challenges facing the automation of analog circuits. It is part of CHAMS project developed in LIP6. It has been developed in 3 phases. Firstly, we designed a library of analog Smart Devices that are parameterized, reusable, and with different layout styles. A generic language was used to describe these Devices to ease the technology migration and the layout-induced parameters calculation. Secondly, we developed the tools to generate the layout of complex circuits using the library of Smart Devices, the technology files and the designer's geometrical placement constraints needed to guarantee a certain performance. An intelligent topological representation was used to efficiently place the circuit modules given the designer's set of constraints. Thirdly, we created algorithms to optimize the layouts for different aspect ratios to minimize the area and the routing parasitic. In parallel the algorithm directly calculates and back-annotates the layout-dependent parasitic parameters. This work provides a reliable and efficient solution to allow a fast, optimized and parasitic effects-aware layout generation of complex analog circuits
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Lassoued, Saïda. "Modélisation de transistors a homo et hétéro-jonctions, compatibles avec une filière submicronique : influence de phénomènes quantiques." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0089.
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Le sujet de cette thèse concerne l'étude de transistors bipolaires submicroniques à émetteur polysilicium, compatibles avec une technologie silicium CMOS (BICMOS) du ÇNET de Meylan, et au premier chef le développement d'une modélisation afférente. Après un rappel d'une investigation sur des profils mesurés (SIMS) ayant amené à développer un modèle de (co)diffusions, nous présentons des mesures électriques en statique (cf. "Gummel") et en dynamique, capacitives essentiellement. Une discussion s'appuie sur ce travail, qui permet d'étudier l'influence de différentes variantes sur le process, particulièrement au ni veau du polysilicium et du collecteur, vis à vis, en particulier, du gain en courant et de la fréquence de transition. Les mesures électriques mettent aussi enexergue les défauts structurels du composant Nous avons alors développé un logiciel numérique bidimensionnel, résolvant les équations de Poisson et de continuité des courants, qui plus est couplées avec l'équation de Schroedinger. Cette dernière est en effet introduite pour décrire le transport tunnel à travers une fine couche d'oxyde (typiquement 15 A) sous le polysilicium (elle induit un accroissement du gain, en diminuant le courant de trous de la base). La dernière partie du travail concerne la modélisation du BICMOS à base SiGe, donc d'une structure à hétérojonctions, pouvant fonctionner à de très hautes fréquences (cf. Circuits RF)The aim of this work is the study of a submicronic bi polar transistor, compatible with a silicon technology (BICMOS), developed by CNET lndustry (Meylan-France). First of all, we discuss with the doping level profiles. We develop a (co)diffusion modeling into the polysilicon and the monocrystalline silicon underneath. Then, we present static electrical characteristics such Gummel's ones, and dynamic measurements such as capacitances. We consider the effects of process on device parameters such as current gain and cut-off frequency. These characterizations point out the technological drawbacks concerning the device behavior. The core of the subject lies in developing a bidimensional device simulator dealing with the so-called drift-diffusion model. Moreover, we have to model the electrical transport through a very thin oxide (15 A) located between polysilicon and monosilicon, which increases the gain current by decreasing the hale current. Then we add the resolution of the Schroedinger equation to make the simulations fully numerical. The method used for this former one is a transfer matrix algorithm. Finally, we study a hetero junction transistor structure: a bipolar transistor with a SiGe-doped base. This structure gives high cut-off frequency specified for RF applications
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Bourdon, Hélène. "Développement et caractérisation de nouveaux procédés de dopage pour les technologies imageurs avancées." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2007. http://www.theses.fr/2007STR13222.
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Dans le cadre du développement des technologies imageurs, les procédés de dopage spécifiques aux jonctions photo-sensibles ont été étudiés. La thèse s’articule en trois axes de recherche principaux. Tout d’abord, l’architecture de la photodiode a été optimisée par l’introduction d’implantations de bore localisées permettant d’améliorer le courant d’obscurité ou encore la séparation électro-optique des pixels. Ensuite, l’effet de la contamination métallique sur le nombre de pixels blancs au sein des matrices de pixels a été étudié. Une classification de la nocivité des différentes espèces métalliques rencontrées en microélectronique a été établie. La nocivité des différentes espèces a pu être reliée à leur longueur de diffusion. En effet, moins l’impureté diffuse et plus le nombre de pixels blancs induits sera important. Ces diffuseurs lents ne pourront pas se diluer sur le volume de la plaquette ou se retrouver piégés en face arrière. En outre, une méthode de détection en ligne de la présence de contaminants a été proposée par l’intermédiaire de mesures de photoluminescence à température ambiante. Enfin, la dernière étude s’est intéressée à la réalisation d’architectures de capteur alternatives, principalement celle dite à illumination face arrière. Cette dernière problématique se concentre sur la réalisation d'une zone dopée à très faible bilan thermique. Les expériences ont démontré que la meilleure solution consiste en l’utilisation d’un recuit laser UV pulsé. Le mode fusion du Si peut être utilisé en cas d’absence d’oxyde de surface épais. Le mode de sous-fusion quant à lui peut être utilisé dans tous les cas mais il est nécessaire de multiplier les tirs afin d’obtenir les meilleures résultats en termes de qualité cristalline et d’activation du boreConcerning imager technologies development, specific doping processes at photo-sensitive junctions have been studied. The thesis can be separated in three main research axes. First of all, photodiode architecture has been optimized through localized boron implantations to improve dark current level or electrico-optical pixels separation. Then metal contamination impact on white pixels number inside pixels matrix has been studied. A classification of relative dangerousness of the typical microelectronic metallic contaminants is established. The dangerousness is linked to the diffusion length properties. The less the impurity diffuses, the more the white pixels number increases. These slow diffusers are not diluted into the whole bulk or trap at the wafer backside gettering centres. Moreover, an in-line contamination detection method has been proposed by the use of photoluminescence at room temperature. Finally the last study is focused on the realisation of advanced image sensor architecture, mainly the backside illumination one. The problematic deals with low thermal budget anneal of a doped area. We have demonstrated that the best solution is the use of a pulsed UV laser anneal. The anneal in melt mode is appropriated if there is no thick oxide on top of the stack. The anneal in sub-melt mode can be use at any case but it is necessary to perform multiple shots to have sufficient crystalline quality and boron activation