Modélisation, Charactérisation et optimisation des effets associés au substrat au sein d’un commutateur RF utilisé pour des applications WLAN

Modelling, characterisation and optimization of substrate losses in RF switch IC design for WLAN applications

• Auteur / Autrice : Fadoua Gacim
• Direction : Philippe Descamps, Olivier Tesson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique, microelectronique, optique et lasers, optoelectronique microondes
• Date : Soutenance le 16/12/2017
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (Caen ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Patrice Gamand
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Descamps, Olivier Tesson, Jean-Baptiste Begueret, Emeric de Foucauld, Domine Leenaerts
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Baptiste Begueret, Emeric de Foucauld

Mots clés

Mots clés contrôlés

Commutation (électricité)

Éléments finis, Méthode des

Isolation électrique

Mots clés libres

Substrat

Modélisation substra

Couplage electromagnetique

Tranche profonde d'isolation

Commutateur

Couplage substrat

Pertes

Substrate

Substrate modelling

Electromagnetic couplings

Deep Trench Isolation

DTI

Switches

Substrate Couplings

Loss

Isolation

Finite Element Method

FEM

Inhomogeneous substrate modelling

RFIC

Résumé

Cette thèse est une étude sur la caractérisation, la modélisation et l’optimisation des effets substrat dans les circuits intégrés, dédies à des applications WLAN.L’objectif de ces travaux de recherche est de développer une nouvelle méthodologie d’extraction qui prenne en compte tous les parasites ; à savoir les modèles RLCK distribués, les effets électromagnétiques, ainsi que le couplage substrat.Les effets substrat ont été optimisés grâce au développement de nouvelles structures d’isolation utilisant des tranches profondes d’isolation (DTI).La prédictibilité des simulations circuits a été améliorée grace à l’introduction d’une nouvelle méthodologie d’extraction, basée sur une approche quasi-statique prenant en compte avec précision la description exacte et complète du procédé BiCMOS ainsi que les pertes dans le substrat, aussi bien diélectriques que résistives.La validité de cette méthodologie a été évaluée en comparant les résultats de simulation avec les mesures sur silicium. La bonne corrélation des résultats démontre la pertinence de cette nouvelle méthodologie. Cette méthode permet de plus, de réduire le « time to maket » grâce à l’optimisation des temps de simulations.

This thesis is about characterization, modelling and optimization of substrate effects in integrated circuits, dedicated to WLAN applications.The objective of this thesis is to develop a new extraction methodology that takes into account all parasites; distributed RLCK models, electromagnetic effects, as well as substrate coupling.Substrate effects have been optimized through the development of a new insulation strategies using deep isolation isolation (DTIs).The circuit predictability has been improved thanks to the development of a new extraction methodology, based on a quasi-static approach taking into account the complete description of the BiCMOS process as well as the substrate loss, both capacitive and resistive effects.The validation of this methodology was evaluated by comparing simulation results with silicon measurements. The good correlation of the obtained results demonstrates the accuracy of this new methodology. This method also makes it possible to reduce the time to market thanks to the optimization of the simulation times.