Lieu des stages: Institut Supérieur d’Informatique et de Mathématiques de Monastir
Sujet 1
Titre: Simulation et étapes technologiques de réalisation d’un micro-capteur chimique ISFET et analyse de circuits de mesures
Encadreur: Mohamed Khalfaoui
Contact: mohamed.khalfaouitn@gmail.com
Résumé:
Les micro-capteurs chimiques de type ISFET (Ion Selective Field Effect Transistor) sont des dispositifs électroniques constitués d’une partie chimiquement sensible (couche sensible) permettant la reconnaissance chimique et d’un système transducteur transformant les grandeurs chimiques en un signal électrique facilement exploitable.
Le présent sujet de recherche a pour objectif d’étudier les paramètres technologiques et électriques du transducteur électrique (représenté par le transistor MOSFET) du capteur chimique ISFET en utilisant le logiciel TCAD-SILVACO. On se propose alors de concevoir et prévoir les performances des dispositifs à base de semiconducteur grâce à ces deux modules de simulation (ATHENA et ATLAS). Les différentes étapes du procédé technologique de fabrication (oxydation, diffusion, implantation ionique,…), ainsi les paramètres technologiques du composant électronique (distribution des porteurs dans la structure, profondeurs des jonctions, concentration des porteurs) seront simulés à partir du logiciel ATHENA qui emploie des modèles spécifiques. La simulation du comportement électrique du dispositif, sera réalisée au moyen de l’outil ATLAS.
Bien que les micro-capteurs chimiques sont bien exploités en industrie, néanmoins une amélioration des caractéristiques de fonctionnement est toujours demandée (sensibilité au fluctuations thermiques et lumineuses, phénomènes parasites de polarisation). Une simulation du fonctionnement du micro-capteurs sous différents circuits sous Pspice est prévue. Ceci est réalisable après l’extraction du modèle du capteur vers une netlist de PSpice et créer alors un composant de bibliothèque PSpice. En effet, à partir du modèle OFET qui sera développé, un système électronique complet de détection avec étage d’amplification, filtre et correction d’offset sera proposé suite à une simulation sous Pscpice.
Sujet 2
Titre: Etude et simulation d’un transistor OFET avec TCAD SILVACO : paramètres technologiques et électriques
Encadreur: Mohamed Khalfaoui
Contact: mohamed.khalfaouitn@gmail.com
Résumé:
L’électronique organique représente une nouvelle génération de la technologie de l’information et de la communication et elle vient s’imposer dans le domaine des composants électroniques et ceci grâce à ses nombreuses caractéristiques avantageuses, notamment le faible coût de fabrication, la souplesse, la légèreté et le fait que le support de fabrication peut être flexible comme le papier ou le plastique. Un composant organique est aussi beaucoup plus léger qu’un composant à base de silicium. Cependant, et à titre d’exemple les transistors organiques souffrent de nombreux inconvénients : courants faibles, l’injection de charges et la puissance dissipée, en dépit du développement et des progrès impressionnants dans leurs performances.
De ce fait, la modélisation des dispositifs électroniques organiques constitue actuellement un axe de recherche très important et attractif à travers le monde. Le présent sujet de recherche a pour objectif la modélisation d’un transistor organique OFET d’un point de vue électrique est donc de remplacer un système complexe par un objet simple et de reproduire voire prédire ses comportements principaux (caractéristique I-V).
Les tâches à réaliser durant ce stage sont multiples :
- Comprendre le principe de fonctionnement d’un MOSFET
- Modéliser et caractériser les propriétés des semi-conducteurs organiques
- S’initier au logiciel TCAD SILVACO (définir le substrat, maillage, implantation ionique, définir les électrodes,…)
- Simulation des caractéristiques électriques et technologiques d’un transistor OFET à base de semi-conducteur organique sous l’environnement TCAD SILVACO
- Optimisation des paramètres technologiques (épaisseur de la couche active, densité des porteurs, …) en vue d’améliorer les performances du transistor OFET
