Conception et réalisation de filtres piézoélectriques sur substrat Silicium sur isolant

Sujets de thèse 2013

Intitulé de la thèse
Conception et réalisation de filtres piézoélectriques sur substrat Silicium sur isolant
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : Financement institutionnel, Contrat Doctoral, Financement régional, Contrats université sur projets,)
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Informatique, électronique
Domaine de compétences secondaire (pour l’ABG) : Sciences pour l’Ingénieur
Spécialité de doctorat : Electronique des hautes fréquences, Photonique et Systèmes

Lieu de travail
Laboratoire Xlim – UMR CNRS 7252 – 123 Av Albert Thomas, 87060 LIMOGES
Date Limite de candidature : 15/06/2013
Laboratoire d’accueil : XLIM/MINACOM

Présentation de l’équipe de recherche
Le département MINACOM regroupe 31 permanents et 45 doctorants et est organisé autour de trois équipes étroitement liées: MINT, OPTOPLAST et MACAO. Les travaux se dérouleront dans l’équipe MIcro et Nano structures pour les Télécoms (MINT) qui développe de nouvelles technologies permettant la micro fabrication de composants comme les MEMS et l’intégration de matériaux innovants pour des applications dans le domaine des microondes, de l’optique et de la biologie.

Résumé de la thèse en français
L’objectif est d’étudier une nouvelle génération de résonateurs piézoélectriques, basée sur la propagation d’une onde dans un monocristal de silicium suspendu. Parmi les différentes solutions technologiques permettant la conception et la réalisation de filtres acoustiques intégrés pour les applications microondes, une attention particulière sera portée sur les résultats, aux fréquences supérieures 5GHz, récemment obtenus au laboratoire Sandia en Californie et à l’université Carnegie-Mellon de Pittsburgh, aux Etats Unis. Le doctorant réalisera la conception de micro-résonateurs et de filtres acoustiques à l’aide d’outils de simulation et de la centrale technologique disponibles au laboratoire XLIM.

Résumé de la thèse en anglais
The aim is to design and fabricate acoustic micro-resonator and filters. Such components will enable to achieve very efficient filters on very small areas. Thanks to high quality factor at few GHz micro-acoustic filters will enable to reduce production costs in telecommunication systems. Very interesting results have been newly obtained by Sandia in California and by Carnegie-Mellon University in Pittsburgh, in USA. Conception, fabrication and measurements will be achieved by the candidate, during the PhD.

Description complète du sujet de thèse
L’objectif de cette thèse est d’étudier la conception de composants acoustiques à base de micro-résonateurs. Les filtres piézoélectriques tiennent, depuis quelques années, un rôle très important dans les chaînes d’émission et de réception en télécommunication. Ils offrent d’excellentes performances électriques tout en étant bien plus petits que leurs concurrents. De plus, ils peuvent être fabriqués de manière collective et aisément connectés aux autres composants électroniques. Cependant, ils ont encore du mal à dépasser 5 GHz. L’objectif principal de cette thèse concerne donc la montée en fréquence (en bande X, proche de 10 GHz). Pour cela de nouvelles approches ont été récemment développées, permettant de jouer à la fois sur les dimensions des électrodes et sur l’épaisseur de la couche piézoélectrique.
Durant la thèse, le doctorant aura à sa disposition des outils de conception et de simulation de composants piézoélectriques. Il sera également formé en salle blanche pour assurer la fabrication de ces composants. Ainsi le candidat acquerra des compétences en dépôt de couches métalliques, diélectriques, piézoélectriques, en gravure chimique… Le travail s’appuiera sur l’arrivée d’un équipement de lithographie électronique au laboratoire, qui permettra de réaliser des lithographies avec la résolution nécessaire à la montée en fréquence proposée dans ce travail de recherche.
La réalisation des couches piézoélectriques (ZnO, AlN ou BST) sera effectuée en collaboration étroite avec le laboratoire SPCTS de l’université de Limoges et pourra s’inscrire dans le cadre du Laboratoire d’excellence SigmaLIM.
Enfin, le doctorant participera à la mesure des filtres qu’il aura conçus et fabriqués. Conception, fabrication et mesure seront effectuées à Xlim, mais de nombreuses collaborations seront menées avec des industriels et d’autres universités, françaises ou étrangères.

Objectifs scientifiques de la thèse
Analyse, conception, réalisation et mesure de micro-résonateurs et de filtres acoustiques en technologie MEMS pour les systèmes de télécommunication.

Compétences à l’issue de la thèse
A l’issue de la thèse, le docteur formé aura des compétences en conception de filtres, en fabrication de composants MEMS et acoustiques en salle blanche et en mesure de dispositifs passifs dans le domaine micro-ondes.

Mots clés (séparés par des virgules)
micro-résonateurs acoustiques, matériaux piézoélectriques, MEMS RF, filtre, conception, fabrication, mesure, télécommunications
Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : NON

Expérience/profil souhaité(e)
bac+5 (Master 2 ou ingénieur) en électronique des hautes fréquences

Modalité de dépôt des candidatures
CV + Lettre de Motivation

Directeur de thèse
Matthieu CHATRAS
Adresse mail du directeur de thèse : matthieu.chatras@unilim.fr
Téléphone Directeur de thèse : 05.87.50.67.34

Co-directeur de thèse
Pierre BLONDY- Aurélian CRUNTEANU
Adresse mail du co-directeur de thèse : pierre.blondy@xlim.fr; aurelian.crunteanu@xlim.fr
Téléphone co-Directeur de thèse : 05 87 50 67 33
Cofinancement LABEX SigmaLIM demandé : OUI
Thématique LABEX concernée : Thème 1: Matériaux
Thèse pour Action transverse : NON

Recherche

Menu principal

Haut de page