Etude expérimentale du bruit basse fréquence dans des diodes et ses applications
Alexandra DIAZ
Lundi 19 Octobre 2026 à 14h
Soutenance de thèse de DIAZ Alexandra, pour une thèse de doctorat de l'Université Grenoble Alpes, spécialité " NANO ELECTRONIQUE et NANO TECHNOLOGIES "
Résumé :
Les composants à semi-conducteurs jouent un rôle clé dans le domaine de la micro-électronique. Il est donc primordial de comprendre précisément leurs comportements et les phénomènes physiques relatifs à leurs fonctionnements. Néanmoins, la présence de phénomènes parasites ou de défauts aux interfaces des composants perturbent leurs comportements. Bien que des méthodes de caractérisations et solutions techniques aient pu être élaborées dans le cas du développement des transistors MOSFETs, l'analyse des diodes est encore impactée par ces problématiques. Ces difficultés s'expliquent par la nature plus complexe du courant traversant ces composants et la diversité de structures existantes, multipliant le type d'interfaces dans lesquelles des défauts peuvent se former et perturber le passage des porteurs de charges.
Parmi les diverses méthodes de caractérisation, la mesure du bruit basse fréquence est particulièrement adaptée afin d'analyser ces états : les fluctuations du courant reflètent directement l'activité microscopique des défauts électriquement actifs dans les composants. Très utilisée pour la caractérisation du MOSFET, elle n'est cependant pas suffisamment exploitée pour les diodes. Des premiers travaux, effectués au laboratoire CROMA au cours d’une thèse, ont démontré le potentiel de cette méthode pour les composants photovoltaïques, sans parvenir à élaborer d'une méthode quantitative d'extraction du taux de défauts dans les composants. Par ailleurs, il n'y a actuellement aucun consensus dans la communauté scientifique quant à l'origine du bruit mesuré dans les diodes et sur l'influence des défauts sur leur fonctionnement. De ce fait, l'analyse du bruit dans des diodes simples permettrait d'accéder à une meilleure compréhension du bruit et de l'influence des défauts dans de tels composants, et pourrait être par la suite réutilisée afin de caractériser des composants applicatifs. Par ailleurs, l'étude de photodiodes permet d'employer un degré de liberté supplémentaire afin de stimuler les défauts : l'illumination. Cette thèse a donc eu pour objectif de renforcer la compréhension du bruit basse fréquence dans les diodes et d’identifier les origines des fluctuations de courant, dans des composants silicium, sous illumination, mais aussi dans des cellules solaires III-V et à base de pérovskite.
Membres du jury :
Résumé :
Les composants à semi-conducteurs jouent un rôle clé dans le domaine de la micro-électronique. Il est donc primordial de comprendre précisément leurs comportements et les phénomènes physiques relatifs à leurs fonctionnements. Néanmoins, la présence de phénomènes parasites ou de défauts aux interfaces des composants perturbent leurs comportements. Bien que des méthodes de caractérisations et solutions techniques aient pu être élaborées dans le cas du développement des transistors MOSFETs, l'analyse des diodes est encore impactée par ces problématiques. Ces difficultés s'expliquent par la nature plus complexe du courant traversant ces composants et la diversité de structures existantes, multipliant le type d'interfaces dans lesquelles des défauts peuvent se former et perturber le passage des porteurs de charges.
Parmi les diverses méthodes de caractérisation, la mesure du bruit basse fréquence est particulièrement adaptée afin d'analyser ces états : les fluctuations du courant reflètent directement l'activité microscopique des défauts électriquement actifs dans les composants. Très utilisée pour la caractérisation du MOSFET, elle n'est cependant pas suffisamment exploitée pour les diodes. Des premiers travaux, effectués au laboratoire CROMA au cours d’une thèse, ont démontré le potentiel de cette méthode pour les composants photovoltaïques, sans parvenir à élaborer d'une méthode quantitative d'extraction du taux de défauts dans les composants. Par ailleurs, il n'y a actuellement aucun consensus dans la communauté scientifique quant à l'origine du bruit mesuré dans les diodes et sur l'influence des défauts sur leur fonctionnement. De ce fait, l'analyse du bruit dans des diodes simples permettrait d'accéder à une meilleure compréhension du bruit et de l'influence des défauts dans de tels composants, et pourrait être par la suite réutilisée afin de caractériser des composants applicatifs. Par ailleurs, l'étude de photodiodes permet d'employer un degré de liberté supplémentaire afin de stimuler les défauts : l'illumination. Cette thèse a donc eu pour objectif de renforcer la compréhension du bruit basse fréquence dans les diodes et d’identifier les origines des fluctuations de courant, dans des composants silicium, sous illumination, mais aussi dans des cellules solaires III-V et à base de pérovskite.
- Jean-Guy TARTARIN
- Luca VARANI
- Bogdan CRETU
- Nathalie MALBERT.
Partenaires
Thèse préparée à CROMA (Centre de Radiofréquences, Optique et Micro-nanoélectronique des Alpes) , sous la direction de Mr Pascal XAVIER, superviseur.
Documents à télécharger
Infos date
LUNDI 19 OCTOBRE 2026 à 14h
Infos lieu
Amphi M001 PHELMA / MINATEC3 rue Parvis Louis Néel 38016 GRENOBLE Cedex 1
Contact
Pascal XAVIER
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