Les composants actifs en électronique de puissance sont principalement à base de Silicium. Or, le silicium a des limites en termes de température d'utilisation, fréquence de commutation et de tenue en tension. Une alternative au Si peut être les semi-conducteurs à grand gap tels que le SiC-4H. Grâce aux travaux de plusieurs équipes de chercheurs dans le monde, les performances s'améliorent d'année en année. Le laboratoire AMPERE conçoit, réalise et caractérise des composants de puissance en SiC-4 H. Cette thèse s'inscrit dans les projets SiCHT2 et VHVD du laboratoire. Le travail réalisé au cours de cette thèse repose sur la conception la fabrication et la caractérisation électrique de composantes haute tension en SiC-4H. Les paramètres de protection pour la diode bipolaire 6500V sont optimisés à l'aide des simulations à base d'éléments finis. Les paramètres du SiC pour les modèles utilisés pour la simulation sont développés par des travaux précédents. Ensuite, le masque est dessiné. La diode est réalisée chez IBS. La première caractérisation est effectuée avant le recuit post-métallisation en directe et inverse sans passivation finale. Après le recuit post-métallisation la résistance de contact est plus faible. La caractérisation de la tenue en tension a été effectuée à AMPERE puis à l'ISL à très haute tension. A l'aide de simulations à base d'éléments finis, les paramètres tels que la résistance de contact et la durée de vie des porteurs ont été affinés à partir des caractérisations électriques obtenues par l'expérience. Les autres travaux portent sur la conception, les optimisations et les fabrications des diodes 10 kV et transistors 6500 V.

Afin d'étendre la diversité des composants intégrables dans un System in Package (SiP), il apparaît nécessaire de développer l'intégration de composants hétérogènes. Cette étude présente une solution par report avec un scellement en polymère. L'utilisation de ces matériaux entraîne des problèmes de fiabilité thermomécanique. Grâce à un prototype virtuel, il est possible d'évaluer les sollicitations et de comprendre ce comportement de la structure. Cela permet de mieux appréhender les mécanismes de défaillance et d'optimiser la structure avant sa fabrication. Pour démontrer la faisabilité, nous avons utilisé des filtres à ondes acoustiques de surfaces (SAW filters). Nous avons étudié trois types de polymères (BCB, SU8 et TMMF) pour réaliser le scellement et protéger le filtre. Différents tests mécaniques, électriques et de fiabilité ont permis de valider cette solution. Nous avons réalisé un SiP comprenant un tuner et un filtre SAW dans un même boîtier pour de la télévision sur mobile / In the objective to extend the variety of the integrated components inside a System in Packahe (SiP), it is necessary to develop the integration of heterogeneous component. This study presents a flip-chip solution with an adhesive bonding. The use of such materials involves some problems of thermo-mechanical reliability. With virtual prototyping, it is possible to evaluate the strains and to understand the behaviour of the structure. These allow us to know the origin of the failure and to optimize its design before the fabrication. The feasability of the technique is demonstrated with a surface acoustic waves filter (SAW). We study three different types of polymer (BCB, SU-8 and TMMF) for the sealing and for the protection of the active area of the filter. Different tests : mechanical, electrical and reliability validate our solution. We have made a complete SiP composed by a silicon tuner and a SAW filter inside a single package for a television on mobile application

La CEM (Compatibilité ElectroMagnétique) est de plus en plus importante dans la conception des systèmes électroniques et plus particulièrement dans le domaine automobile. En effet, avec la densification de l’électronique dans les véhicules, les problèmes liés à la CEM sont de plus en plus fréquents. Ainsi, afin de limiter ces interférences électromagnétiques, des filtres correctement dimensionnés et implémentés doivent être utilisés. Chaque filtre est dimensionné en tenant compte de l’environnement dans lequel il va être introduit. Cependant, de nombreux facteurs peuvent altérer ses performances, tel que le routage, la structure mécanique ou bien les couplages internes au filtre, entre les composants eux-mêmes. Cette thèse traite de l’étude de l’influence des couplages inter-composants sur les performances d’un filtre pour la CEM. En effet, les méthodes existantes sont basées uniquement sur des simulations électromagnétiques 3D qui sont couteuses en terme de temps et requiert également un trop grand nombre d’informations sur les composants (propriétés géométriques, des matériaux etc.). Ainsi, une méthode uniquement basée sur des calculs analytiques et exploitations de mesures a été développée. Cette méthode simplifiée est très efficace car elle permet la prédiction des performances d’un filtre, quelle que soit sa topologie et quelle que soit sa structure. Cette méthode a été validée via de nombreux cas d’applications de filtres implémentés sur des systèmes d’électronique de puissance du domaine automobile. Finalement, cette méthode a été capitalisée au travers d’un outil pour le design et la prédiction des performances de filtre pour la CEM en tenant compte de la proximité des composants. / EMC (ElectroMagnetic Compatibility) is increasingly important in electronic and electrical systems and more particularly in the automotive domain. Actually, there are more and more power electronics equipments in a vehicle and, therefore, EMC issues are more recurrent. In order to limit EMI (ElectroMagnetic Interferences), well designed filters are needed. Each filter is designed corresponding to a system and the required attenuation. However, different parameters can have influence on the filter performances, such as the layout, the mechanical structure or the inter-components coupling of the filter. Therefore, the thesis work is based on the study of the filter performance considering inter-components coupling. Some methods exist on that topic bu are generally based on 3D electromagnetic simulation, which is time-consuming and requires a lot of information on components (geometrical properties, material properties etc.). Therefore, our work is based on a methodology only based on analytical calculation and measurements. That simplified methodology is very accurate because it can predict a filter performance, whatever the filter topology, whatever the structure. That method was validated under several application cases on power electronics systems for automotive domain. Finally, the whole methodology has been accrued in a tool for filter design that can predict a filter attenuation by considering the components proximity.

Le développement des systèmes de télécommunication et de transfert d’informations motive la mise au point de systèmes de transmission qui permettent des débits plus élevés sur des distances plus grandes. De ce fait, les transistors utilisés dans ces systèmes doivent fonctionner à des fréquences et des puissances plus élevées. Différents transistors sont apparus pour répondre au mieux aux contraintes des applications visées par ces systèmes. Les transistors à haute mobilité électronique, HEMT, en nitrure de gallium (GaN) répondent actuellement aux applications allant de 1GHz à 30GHz. Pour ces applications, les HEMT GaN concurrencent avantageusement les technologies bipolaires et BiCMOS basées sur SiGe, les LDMOS Si et SiC, ainsi que les PHEMT GaAs. Même si la filière technologique GaN est encore récente, les HEMT GaN semblent prometteurs. A l’image des autres technologies III-V (InP, GaAs), les procédés de fabrication utilisés pour les HEMT AlGaN/GaN sont complexes et entraînent la formation de nombreux défauts cristallins. Des effets parasites de fonctionnement sont induits par des mécanismes physiques qui pénalisent le transport des porteurs dans la structure. De ce fait, à l’heure actuelle, ces effets parasites ont une influence négative sur les performances de ce transistor. Ils sont principalement liés aux pièges à électrons induits par des impuretés présentes dans le matériau ou des défauts cristallins. Malgré cela, les performances sont très prometteuses et rivalisent déjà avec d’autres technologies hyperfréquences (InP, GaAs, SiC et Si) puisque les HEMTs AlGaN/GaN débitent des puissances de 4W/mm à 30GHz [ITRS08]. Les travaux présentés dans ce manuscrit sont consacrés à l'étude des phénomènes parasites dans les HEMTs AlGaN/GaN. Les composants étudiés dans ce travail proviennent du programme blanc ANR CARDYNAL et ont été fabriqués par III-V Lab Alcatel-Thales. Une méthodologie a été développer afin de permettre la simulation TCAD d’un HEMT GaN dans l’objectif de valider ou d’invalider les origines des mécanismes de dégradation ainsi que des effets parasites. Le courant de grille a été spécialement étudié et un modèle analytique permettant de le décrire en fonction de la température a été développé. Les mécanismes de transport à travers la grille ont aussi été étudiés par simulation TCAD afin de les localiser géographiquement dans la structure du transistor. / III-V nitrides have attracted intense interest recently for applications in high-temperature, high-power electronic devices operating at microwave frequencies. Great progress has been made in recent years to improve the characteristics of nitride High Electron Mobility Transistors (HEMTs). However, it's necessary to study the mecanisms involved in the electron transport as the mechanic strain on the AlGaN layer, the fixed charge distribution and leakage currents. In this goal, from DC I-V measurements, pulsed I-V measurements and DCTS measurements, TCAD simulation are used to validate the assumption on the origin of the parasitic mechanisms on the electron transport. I-V measurement in temperature (from 100K to 200K) are used to identify the nature of mechanisms (Poole-Frenkel, band-to-band tunneling, thermionic,..). With this method, an accurate study of the gate current was done. To choose the different physical phenomena and which model to implement in the TCAD simulations, an analytical model was developed with a compraison with measurements. These mechanisms are validated by TCAD simulation. The comparaison between I-V measurements and simulation permit to localize (in the transistor) these parasitic mechanisms. In conclusion of this work, a high density of traps in a thin layer under the gate increase the probability of tunnelling current through the gate. When the gate bias increases, the high density of traps in AlGaN layer is using by electrons to leak by the gate. When the gate bias increases, the valence band in AlGaN layer is aligned with the conduction band in the channel. The very thin thickness of this layer (about 25nm) makes possible a band-to-band tunneling.

Les intergiciels et les applications réparties se caractérisent par un nombre élevé de fonctionnalités à intégrer pour aboutir à un logiciel fini. Par ailleurs ils s'appliquent à de nombreux contextes d'exécution, de l'embarqué fortement contraint aux systèmes d'information ouverts sur l'Internet. Cette diversité engendre des besoins multiples allant, pour n'en citer que quelques uns, de la tolérance aux fautes, aux communications distantes ou à l'ordonnancement sous contrainte. Ce mémoire porte sur l'ingénierie des intergiciels et des applications réparties. Notre objectif est de proposer des solutions pour l'intégration des différentes fonctionnalités de ces logiciels. Pour cela, les études décrites dans ce mémoire portent sur trois techniques principales : la réexivité, les aspects et les composants. Dans un premier axe, nous abordons la conception et la réalisation de service pour des applications réparties CORBA à l'aide de la réflexivité. Nous avons proposé un service d'observation d'exécution d'exécutions réparties. Nous montrons que la réflexivité permet de séparer clairement les différentes préoccupations. Les applications à observer et le service sont clairement découplés. L'intégration peut alors être faite de façon transparente. Nous montrons que le coût des mécanismes réflexifs est faible par rapport aux coûts globaux de communication dans un environnement distribué CORBA. Dans un deuxième axe, nous nous focalisons sur les techniques à base d'aspect. Nous présentons JAC (Java Aspect Components) qui est une plate-forme pour la programmation d'applications orientées aspect. JAC propose la notion de tissage dynamique qui permet d'adapter au cours de l'exécution une application en ajoutant ou en retirant des aspects. En terme d'intergiciel et de répartition, JAC apporte la notion de conteneur ouvert à objets et à aspects et la notion de coupe distribuée. Finalement, nous abordons les techniques à base de composant. L'objectif est de fournir un cadre uniant les styles de développement à base d'aspect et de composant. Une étude préliminaire compare le développement d'un service de partage de documents répliqués avec des frameworks à base de composants (Fractal et Kilim) et un framework AOP (JAC). Nous montrons les forces et les faiblesses de chacun des styles et en tirons des conclusions pour étendre le modèle de composants Fractal en lui adjoignant la notion d'aspect. Dans un second temps, nous montrons que les aspects peuvent également être bénéfiques à l'ingénierie du modèle de composant lui-même. Nous aboutissons ainsi à une solution dans laquelle les aspects contribuent à la fois à la mise en oeuvre des mécanismes internes du modèle et à son interface de programmation externe.

Les Systèmes d'Information (SI) de même domaine d'activité gèrent de nombreux concepts similaires. Ces concepts peuvent être analysés et généralisés dans des abstractions informatiques qui seront réutilisées lors de nouveaux développements. De telles abstractions sont appelées Composants Métier (CM). Cependant, il est souvent difficile d'expliciter des critères clairs de réutilisation, en particulier la manière dont on peut identifier, spécifier, organiser et en grande partie automatiser la réutilisation de ces CM. Les contributions de cette thèse adressent cette problématique et s'articulent autour de trois principaux résultats. La première contribution concerne un modèle de CM de nature processus appelé « CMP ». Ce modèle est centré sur les propriétés fonctionnelles des composants. L'accent est mis sur la complétude et la variabilité de la solution exprimée sous la forme de quatre vues complémentaires intégrant des points de variation. Le travail réalisé sur les mécanismes de spécification de la variabilité a abouti à un profil UML pouvant être utilisé pour modéliser non seulement des processus réutilisables mais aussi des processus flexibles. Une deuxième contribution s'inscrit dans le cadre de la proposition d'un processus permettant la spécification d'un CMP selon le modèle proposé. Dans ce processus, nous définissons un ensemble de règles de construction, de traduction et de cohérence qui assurent la traçabilité des artefacts produits tout au long du cycle de développement. Une troisième contribution concerne la proposition de directives qui assistent l'ingénieur de SI lors de la réutilisation de CMP. L'accent est particulièrement mis sur la proposition d'un formalisme de documentation et de classification de CMP validé dans le cadre d'un environnement de stockage de composants. Nous proposons également un processus d'imitation intégré à la méthode de développement Symphony et permettant de tirer partie de la spécification d'un CMP lors de la conception d'un SI. L'ensemble des propositions est accompagné d'outils et d'expérimentations utilisateurs servant de supports de validation et de mise en œuvre des travaux réalisés.

Nous proposons un cadre conceptuel pour l'ingénierie des systèmes d'information (SIs) par composants. Ce cadre est basé sur les concepts d'hyperclasse et de composant de SI.<br />Le concept d'hyperclasse est une généralisation du concept de classe. Construite à partir d'un ensemble de classes connexe et complet, une hyperclasse permet d'exprimer des concepts que le niveau de classe n'aurait permis d'exprimer, et se comporte comme une classe : elle dispose d'hyperobjets, d'hyperattributs et d'hyperméthodes, équivalents des concepts d'objet, d'attribut et de méthode pour une classe. Un hyperobjet de l'hyperclasse est formé à partir des objets des classes de l'hyperclasse, atteints par navigation, à partir d'une classe particulière de l'hyperclasse qui est sa classe racine, et en suivant un graphe de navigation. Un hyperattribut de l'hyperclasse est un attribut de l'une de ses classes. Une hyperméthode est une méthode associée à l'hyperclasse qui peut avoir comme opérandes des hyperattributs, des hyperobjets, d'autres hyperméthodes de l'hyperclasse, les classes de l'hyperclasse, leurs objets et leurs méthodes de classes. Le concept d'hyperclasse offre une forme d'indépendance entre la structure du SI et ses traitements.<br />Un composant de SI est une entité autonome et cohérente, dans un modèle de SI, qui regroupe les représentations des espaces informationnel et opérationnel associés à une zone de responsabilité. Il est défini à partir d'une hyperclasse, d'un ensemble de transactions et d'un ensemble de règles d'intégrité du SI. La notion de transaction est associée à une activité productrice ou consommatrice d'informations dans un processus de prise de décision. Les règles d'intégrité sont définies sur un SI pour garantir sa cohérence durant son exploitation.<br />Les concepts d'hyperclasse et de composant de SI sont munis d'ensembles complets d'opération d'évolution. Ils sont définis indépendamment des méthodes, des langages et des technologies dans lesquelles le SI est implanté.<br />Le cadre conceptuel que nous proposons permet notamment de prendre en charge les situations de recouvrement de composants de SI, leur évolution, l'évolution du SI et ses répercussions sur ses composants.

L'évolution des besoins des logiciels entraîne la croissance de la complexité des environnements répartis. La recherche effectuée dans le domaine de la conception de ces environnements vise à réduire cette complexité. Un des principaux problèmes de la conception des infrastructures réparties concerne la composition des propriétés non fonctionnelles (également appelées services techniques). Les services interagissent entre eux. Nous avons identifié deux types d'interaction : les interactions de type structurel et les interactions de type comportemental.<br />Il existe actuellement de nombreuses approches (académiques et industrielles) qui permettent de concevoir ces infrastructures.<br />Dans un premier temps, nous exposons les concepts de la composition et nous étudions les mécanismes de composition mis en oeuvre dans ces approches de conception.<br />A partir de cette étude, nous proposons une nouvelle approche de composition appelée composition comportementale qui permet de supprimer un certain nombre de limites identifiées dans les autres approches. L'approche de composition comportementale utilise le modèle de composants Fractal et introduit un modèle d'automates qui permet de décrire les comportements des composants.<br />Les interactions de type structurel s'expriment à partir du modèle de composants et se matérialisent par des liaisons entre les interfaces des composants. Les interactions de type comportemental s'expriment à partir du modèle d'automate et se matérialisent par des contraintes d'ordonnancement. Les mécanismes de composition de notre approche mettent en oeuvre ces différents types d'interaction.<br />Nous avons réalisé un canevas logiciel qui implante le modèle de composant et le modèle de comportement. Le canevas a été conçu afin que les approches de conception puisse l'utiliser. L'implantation du canevas génère un environnement d'exécution basé sur le langage synchrone réactif Esterel.<br />Pour conclure, nous positionnons notre approche avec les autres approches de conception à partir de critères d'évaluation que nous avons définis. Quelques perspectives concernant l'approche sont données.

Ces dernières années ont été marquées par une forte évolution des équipements et des réseaux<br />utilisés dans les environnements mobiles. Cette évolution a abouti à la définition d'une<br />nouvelle thématique : l'informatique mobile. L'informatique mobile offre aux utilisateurs la capacité<br />de pouvoir se déplacer tout en restant connecté aux applications réparties et d'être indépendant<br />de la localisation géographique. Toutefois, l'accès aux applications réparties dans ces environnements<br />soulève le problème de la disponibilité des services en présence des déconnexions. Ces<br />déconnexions peuvent être volontaires ou involontaires.<br />Les principaux intergiciels qui existent aujourd'hui sont inadéquats pour les environnements<br />mobiles où les ressources (bande passante, batterie, mémoire...) peuvent spontanément varier<br />considérablement voire disparaître. Ils sont destinés aux environnements traditionnels relativement<br />statiques dans lesquels les ressources sont disponibles et pratiquement stables. Par<br />ailleurs, la construction d'applications réparties converge de plus en plus vers l'utilisation des<br />intergiciels orientés composants pour gérer la complexité des applications. Le modèle orienté<br />composant offre une meilleure séparation entre les préoccupations fonctionnelles et extrafonctionnelles.<br />Cette séparation est réalisée suivant le paradigme composant/conteneur.<br />Cette thèse s'intéresse à la gestion des déconnexions pour applications réparties à base de<br />composants dans les environnements mobiles. La solution consiste à maintenir une connexion<br />logique en utilisant le concept d'opération déconnectée. Cependant, la plupart des solutions existantes<br />sont souvent des réponses « ad hoc ». En effet, ces solutions ne proposent pas une séparation<br />entre les préoccupations fonctionnelles de l'application et la gestion des déconnexions.<br />Cette contrainte limite les possibilités de maintenance, de réutilisation et de reconfiguration. Ces<br />solutions ne proposent pas non plus de modèle de conception d'applications réparties devant<br />fonctionner en présence des déconnexions. Enfin, le modèle orienté composant est peu investi<br />dans la gestion des déconnexions, cette dernière limitation étant due à la nouveauté de ce modèle.<br />Dans cette thèse, nous présentons MADA, une approche de conception d'applications réparties<br />pour le fonctionnement en présence des déconnexions qui suit l'approche MDA. Dans cette<br />approche, la gestion des déconnexions est abordée dès la modélisation de l'application. Ensuite,<br />nous présentons un service intergiciel pour la gestion du cache du terminal mobile. Nous validons<br />la solution proposée à l'aide d'un prototype réalisé en Java, pour application à base de<br />composants CORBA, dans le cadre du canevas logiciel DOMINT. Nous proposons aussi d'intégrer<br />la gestion des déconnexions dans les conteneurs des composants. En nous basant sur le<br />modèle du conteneur extensible (ECM) de OpenCCM, nous proposons une spécification et une<br />réalisation Java/CCM de notre conteneur.

Le déploiement est une phase qui prend de plus en plus d'importance dans le cycle de vie du logiciel. Il prend le relais après la phase de développement et couvre les étapes restantes du cycle de vie : de l'installation jusqu'à la désinstallation du logiciel en assurant sa maintenance corrective et évolutive . Cette maintenance est nécessaire pour prendre en compte de nouvelles conditions, non envisagées et difficiles à prédire dans la phase de développement. Depuis plusieurs années, le développement du logiciel s'oriente vers un nouveau paradigme permettant de simplifier la maintenance. Ce paradigme a pour objectif la construction d'applications en intégrant des briques logicielles bien définies et "autonomes", appelées composants. La notion classique de développement d'applications en écrivant du code a été remplacée par l'assemblage de composants préfabriqués. En général, pour introduire les modifications nécessaires, l'application doit être arrêtée, modifiée, recompilée puis démarrée à nouveau. Cependant, ce processus classique de maintenance ne peut pas être appliqué à certaines catégories d'applications, pour lesquelles l'interruption complète de service ne peut pas être tolérée. Ces applications, qualifiées de "non-stop", doivent être adaptées d'une manière dynamique avec le minimum de perturbation. Dans cette thèse, nous proposons une approche réflexive permettant de supporter la reconfiguration dynamique des applications à base de composants. Cette approche est mise en œuvre sous forme du système DYVA. Le rôle de ce système est de prendre en charge la responsabilité de reconfiguration, et de permettre aux développeurs de se concentrer sur la logique applicative. Notre objectif majeur est de proposer une solution de reconfiguration générale, basée sur des abstractions et séparée des applications à reconfigurer. Ceci permet de développer des applications propres, qui focalisent sur la logique métier. La séparation favorise aussi l'évolution et facilite la maintenance, aussi bien des applications que du système de reconfiguration. Pour assurer l'ouverture et la réutilisabilité de notre système, nous l'avons basé sur un modèle de composants abstrait. Ce modèle incarne l'image de l'application à reconfigurer et permet de traiter d'une manière homogène, des applications issues de modèles de composants différents. Notre approche favorise aussi l'auto-reconfiguration qui reflète la capacité du système de reconfiguration à prendre des décisions de reconfiguration cohérentes, et à matérialiser ces décisions sans l'intervention d'un acteur humain.