CNRS Université de Montpellier

L'IES Institut d'Electronique et des Systèmes UMR5214

Bâtiment IES
Bâtiment 5 Campus St Priest

Dopage Bore du silicium multicristallin de type N : application à la fabrication de cellules photovoltaïques par un procédé industriel

Soutenance de thèse de Cyril Oliver le 12 décembre

Cette thèse présente la conception d’un équipement pour le dopage bore de cellules photovoltaïques et ses applications. Un four de diffusion a été développé afin de tirer profit du procédé LYDOP® (Leaktight Yield Doping), breveté par la société Semco Engineering. Ce dernier utilise la régulation sous basse pression à partir d’une source dopante gazeuse (BCl3) afin d’effectuer le dopage bore sur un ensemble de plaques de silicium simultanément.

Ce procédé innovant permet de réduire l’espacement entre les plaques et ainsi d’augmenter les capacités de production de l’équipement. Cet équipement répond à une attente industrielle afin de proposer une solution de formation des émetteurs p+ dans la fabrication des cellules photovoltaïques à partir du silicium de type n.  Son développement a été mené tout au long de cette thèse par l’étude des principaux paramètres influençant le dopage et au travers d’une application sur cellules. !
Cette étude a permis d’obtenir un dopage très uniforme sur plaque et sur nacelle par l’ajustement des principaux paramètres de la diffusion. Une large gamme de résistances carrées d’émetteurs (de 40 à 100 Ω/sq) a été obtenue avec des uniformités inférieures à 5% sur plaque et sur nacelle. Le développement du procédé de dopage bore a conduit au développement de cellules photovoltaïques sur silicium multicristallin de type n. Moins couteux que son homologue monocristallin, ce dernier nous a été fourni dans le cadre d’un projet réunissant les compétences de plusieurs partenaires. Le but étant d’obtenir un procédé industriel simple de fabrication d’une cellule équivalent à celui existant sur silicium de type p. Différentes solutions sont présentées pour la formation de l’émetteur bore sur une seule face : masquage (SiNx, SiO2), dopage back-to-back (dos à dos) ou gravure chimique. Deux procédés de fabrication (flowcharts) sont ég!
alement développés pour la réalisation de cellules photovol!
taïques
: le premier est obtenu par gravure de l’émetteur en face arrière à l’hydroxyde de potassium (KOH), la seconde en effectuant le dopage des cellules en position back-to-back. Dans les deux cas, le nitrure est utilisé comme barrière à la diffusion phosphore (pour la formation du BSF) et comme couche antireflet. Des rendements de 13,2% et 14,4% ont été obtenus respectivement pour chacune de ces flowcharts. Ces résultats permettent de démontrer l’utilisation du procédé bore comme solution à la formation des émetteurs p+ mais les rendements restent limités par les autres étapes de fabrication : passivation et métallisation.

Méthodes 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.

 

 

 

Soutenance de thèse de Hugues Blasco

Résumé : La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) entraine une perte progressive de la force musculaire. L'objectif de ce 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 de la DMD. 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. 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 envisager le développement de la méthode résonante pour des applications in vivo chez l?Homme atteint de DMD.

 

jeudi 9 décembre 2010 à 10h00 à l'Amphithéâtre de la délégation régionale du CNRS (route de Mende).

Jury :
P. VAIRAC Professeur, Université de Besançon Rapporteur
E. LE CLEZIO Maître de Conférences, Université de Tours Rapporteur
J. MERCIER Professeur, Université Montpellier 1 Examinateur
G. CARNAC Chargé de Recherche CNRS, Université Montpellier 1 Examinateur
J.Y. FERRANDIS Ingénieur CNRS, Université Montpellier 2 Examinateur
D. LAUX Maître de Conférences, Université Montpellier 2 Examinateur
G. LEVEQUE Professeur émérite, Université Montpellier 2 Examinateur
G. DESPAUX Professeur, Université Montpellier 2 Directeur de thèse

 

 

 

développement et validation d’outils monte-carlo pour la prédiction des basculements logiques induits par les radiations dans les mémoires sram très largement submicroniques

Soutenance de Cécile WEULERSSE - Le 6 décembre 2011

développement et validation d’outils monte-carlo pour la prédiction des basculements logiques induits par les radiations dans les mémoires sram très largement submicroniques

Les particules de l’environnement radiatif naturel sont responsables de dysfonctionnements dans les systèmes électroniques. Dans le cas d’applications critiques nécessitant une très haute fiabilité, il est primordial de répondre aux impératifs de sûreté de fonctionnement. Pour s’en assurer et, le cas échéant, dimensionner les protections de manière adéquate, il est nécessaire de disposer d’outils permettant d’évaluer la sensibilité de l’électronique vis-à-vis de ces perturbations.

 

L’objectif de ce travail est le développement d’outils à destination des ingénieurs pour la prédiction des aléas logiques induits par les radiations dans les mémoires SRAM. Dans un premier temps, des bases de données de réactions nucléaires sont construites à l’aide du code de simulation Geant4. Ces bases de données sont ensuite utilisées par un outil Monte-Carlo dont les prédictions sont comparées avec des résultats d’irradiations que nous avons effectuées sur des mémoires SRAM en technologie 90 et 65 nm. Enfin, des critères simplifiés reposant sur une amélioration de la méthode SIMPA nous permettent de proposer un outil d’ingénieur pour la prédiction de la sensibilité aux protons ou aux neutrons à partir des données expérimentales ions lourds. Cette méthode est validée sur des technologies de SRAM très largement submicroniques et permet l’estimation des évènements multiples, une problématique croissante pour les applications spatiales, avioniques et terrestres.

Mots clefs : environnement radiatif, effets singuliers, aléa logique, SEU, MCU, mémoire SRAM, réaction nucléaire, neutron, proton, section efficace, outil de prédiction, simulation Monte-Carlo

Etude expérimentale des oscillations de plasma dans des transistors à effet de champ excitées optiquement

Soutenance de thèse de Philippe Nouvel - le vendredi 25 novembre 2011 à 10h30 dans l’Amphithéâtre Polytech
Résumé : Le domaine térahertz est une région du spectre électromagnétique comprise entre 300 GHz et 30 THz. Elle représente un fort intérêt pour la communauté scientifique pour plusieurs raisons : la radiation térahertz possède en effet un potentiel de télécommunication à très haut débit important, elle constitue un moyen d'investigation efficace et non destructif pour différents types d'éléments et composés, minéraux ou organiques et elle représente une importance cruciale pour les astronomes qui estime que 98 % des photons émis par le Big Bang se trouvent dans ce domaine de fréquences. Malheureusement, à l'heure actuelle, le manque de sources et détecteurs facilement exploitables, intégrables et fonctionnant à température ambiante ne permet pas l'utilisation du domaine térahertz à grande échelle. Un nouveau phénomène physique exploitable tel que les oscillations d'ondes de plasma dans les nanotransistors représente une piste prometteuse pour combler ce manque. Ce phénomène étudié de manière analytique dans le milieu des années 1990, a donné lieu à un modèle qui reste très loin de la réalité physique et des conditions expérimentales. Des expériences récentes effectuées à température ambiante ont permis de montrer la possibilité d'exciter des oscillations d'ondes de plasma à l'intérieur d'un canal de HEMT par une radiation THz directe.
 
Ce travail se propose de réaliser une étude systématique des transistors sous excitation effectuée par battement optique térahertz. Ceci afin de mieux comprendre et exploiter les ondes de plasma dans les nanotransistors à effet de champ. Cela nous a conduit à étudier l'effet des paramètres géométriques et physiques du transistor comme les longueurs de grille, les longueurs des cap-layers, la tension de drain et la tension de grille. En parallèle à ce travail expérimental un modèle hydrodynamique pseudo-2D était utilisé pour confronter l'ensemble des résultats pour une meilleure compréhension des phénomènes physiques.
 
Ce travail a permis d'accéder à une compréhension et une description fines du phénomène d'excitation des ondes de plasma. ceci a permis d'initier l'étude de nouveaux dispositifs tel que un émetteur à base d'un transistor HEMT assisté par battement optique et la réalisation d'un mélangeur hétérodyne d'une radiation térahertz transposé par un battement optique en une fréquence intermédiaire plus basse et facilement exploitable.

 

Philippe NOUVEL
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