Application des technologies CMOS sur SOI aux fonctions d'interface des liens de communication haut débit (>10Gbit/s)

Application of CMOS on SOI technologies to high-speed Datacom interface functions (>10Gbit/s)

• Auteur / Autrice : David Axelrad
• Direction : Frédéric Gaffiot, Emeric de Foucauld
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Micro et nanoélectronique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

L'objectif de ce travail est d'étudier les avantages de la technologie CMOS/SOI 0. 13µm partiellement désertée, pour la conception des circuits d'interface des liens haut débit (10 et 40gbit/s). Nous avons identifié une fonction critique : la récupération de l'horloge et des données (CDR). L'étude de cette fonction nous a conduit à une analyse approfondie de l'oscillateur commande en tension (VCO). Neuf circuits VCO et oscillateurs 10ghz ont ainsi été conçus pour valider les choix technologiques offerts par le CMOS/SOI. Les performances mesurées démontrent l'intérêt du CMOS/SOI pour les applications à hautes fréquences. Pour les applications à 40gbit/s, nous avons ensuite conçu, réalisé et testé un VCO multi-phases 4x10ghz. Les résultats expérimentaux montrent une amélioration significative de la figure de mérite lorsque l'on compare ce circuit en CMOS/SOI avec les résultats précédemment publiés.

The purpose of this work is to investigate the advantages of a CMOS/SOI partially depleted 0. 13µm technology for the design of high data rate communications circuits. This work has been focused on the clock and data recovery function (CDR), with an in depth analysis of the VCO. A roadmap has been established to investigate the different technological choices in SOI technology (active and passive components). Nine circuits (VCO and oscillators) at 10ghz have been designed and processed to select the best ones. Measured performances show the interest in using CMOS/SOI for high frequency range. Then, targeting 40gbit/s applications, we designed and processed a 4x10ghz multi-phases VCO. Experimental results demonstrate a significant improvement of the figure of merit when comparing this SOI design to previously published results.