CIFRE - Etude des mécanismes de dégradation des tranchées d'isolation de pixel à base de capacités MOS et leur impact potentiel sur le phénomène parasite du courant d'obscurité - H/F

Descripción del puesto:

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Etude des mécanismes de dégradation des tranchées d'isolation de pixel à base de capacités MOS et leur impact potentiel sur le phénomène parasite du courant d'obscurité

Le sujet de thèse s'inscrit dans le contexte de la miniaturisation des pixels pour des capteurs d'image avancés basés sur des technologies CMOS sur silicium. Dans le cadre de l'optimisation des performances de ces capteurs, les phénomènes de bruits parasites tels que le courant d'obscurité doivent être minimisés au maximum.
Cependant, l'atteinte de hauts niveaux de performances est souvent associée a un équilibre avec la fiabilité du capteur, c'est-à-dire la manière dont il évolue dans le temps.

Le travail de recherche porte sur les mécanismes de vieillissement entrainant une dégradation des performances liée au courant d'obscurité. Les études déjà réalisées ont montré que ce courant d'obscurité est en partie lié aux défauts cristallins situés aux interfaces entre les tranchées d'isolation et les photodiodes des pixels.

Le travail consistera à étudier la manière dont ce courant se dégrade avec le temps. Pour cela, des méthodes de caractérisation électriques fines seront utilisées telles que les mesures I-V ou C-V (mesures de courant ou de capacités en fonction de la tension) qui nous permettront de déterminer des paramètres caractéristiques des défauts générant le courant d'obscurité. Ces mesures de caractérisations sont effectuées sur des structures typiques de micro-électronique type capacités MOS. Elles seront couplées à des tests de vieillissement afin d'étudier la manière dont ils évolueront avec le temps.

Vos missions :
-Réalisation des mesures de caractérisation et de vieillissement
-Analyse et interprétations des mesures à l'aide de modèle physique
-Proposition de modèle de vieillissement en vue d'être utilisé dans les qualifications des technologies en cours de développement

A propos de vous :
-Votre travail sera déterminant pour apporter une compétence supplémentaire concernant les mécanismes de dégradation étudiés par ST Microelectronics, c'est pourquoi votre rigueur devra être élevée.
-D'autre part, les interactions entre les différentes personnes impliquées seront nombreuses, l'aptitude à travailler en équipe est donc primordiale.

Liste des compétences :
-Obligatoires
oRigueur
oTravail en équipe
oPhysique du solide / matériaux
oPhysique des semi-conducteurs
-Souhaitées / négociables
oAnalyse de données
oExpérimentation
Mots clés : capteur d'image / pixel / fiabilité / CMOS / capacité MOS / courant d'obscurité / bruit

English version below

Study of degradation mechanisms of pixel isolation trenches based on MOS capacitors and their potential impact on the parasitic dark current phenomenon

The thesis topic is set in the context of pixel miniaturization for advanced image sensors based on silicon CMOS technologies. As part of optimizing the performance of these sensors, parasitic noise phenomena such as dark current must be minimized as much as possible.
However, achieving high levels of performance is often associated with a balance with the sensor's reliability, that is, how it evolves over time.

The research work focuses on aging mechanisms leading to performance degradation related to dark current. Previous studies have shown that this dark current is partly linked to crystalline defects located at the interfaces between the isolation trenches and the pixel photodiodes.

The work will consist of studying how this current degrades over time. For this, fine electrical characterization methods will be used such as I-V or C-V measurements (current or capacitance measurements as a function of voltage) which will allow us to determine characteristic parameters of the defects generating the dark current. These characterization measurements are performed on typical microelectronic structures such as MOS capacitors. They will be coupled with aging tests to study how they evolve over time.

Your tasks:
- Perform characterization and aging measurements
- Analyze and interpret measurements using physical models
- Propose an aging model to be used in the qualification of technologies under development

About you:
Your work will be crucial to provide additional expertise regarding the degradation mechanisms studied by ST Microelectronics, which is why your rigor must be high.
Moreover, interactions between the various people involved will be numerous, so the ability to work in a team is essential.

List of skills:
Mandatory
- Rigor
- Teamwork
- Solid state physics / materials
- Semiconductor physics

Preferred
- Data analysis
- Experimentation

Keywords: image sensor / pixel / reliability / CMOS / MOS capacitor / dark current / noise
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