Les diodes réalisées avec le diamant comme semi-conducteur comportent de nombreuses potentialités dues à sa bande interdite de 5.45 eV. Parmi les principales, il y a le fonctionnement à des températures très supérieures à celles supportées par les autres semi-conducteurs, ainsi qu'une tension de claquage de plusieurs kV. Le but de ce travail est de réaliser des couches de diamant homoépitaxié faiblement dopées bore et préparées avec ajout d'oxygène, adaptées à ces diodes. Des méthodes de caractérisation telles que la spectroscopie Raman et la cathodoluminescence fournissent des informations sur la qualité cristalline des couches et la nature des défauts présents. Une étude de l'optimisation de la gravure par plasma O2 a permis de réaliser des contacts ohmiques sur la couche p+ et des structures mesa. Les caractéristiques de contacts ohmiques Au/Ti et Si/Al/Si et de contacts Schottky Ag/Ti et Ni/Er sont étudiées. La génération et la passivation des défauts révélés ainsi que leur interaction avec la compensation des accepteurs introduits par le bore sont déterminées par des mesures électriques et transitoires.

Le travail de la thèse proposé consiste à étudier, caractériser et modéliser la performance et la fiabilité de composants semi-conducteurs sous conditions extrêmes c’est à dire pendant et après que ces composants ont subi un stress électrique, un stress thermique voire les deux stress en même temps. Les composants semi-conducteurs que nous avons étudiés sont des modules photovoltaïques en silicium monocristallin pour des applications dans les énergies renouvelables. Dans cette étude, ces composants ont été soumis à plusieurs types de dégradations générant des défauts localisés dans la structure des composants. Dans un premier temps, des études approfondies des caractéristiques I(V) et C(V) et des paramètres électriques des modules solaires photovoltaïques ont été réalisées en testant une série de modules sous différentes conditions environnementales afin de fournir des données pertinentes pouvant être utiles pour l'évaluation des performances, la modélisation du fonctionnement et pour la mise en œuvre correcte et complète des modules photovoltaïques. Ces caractérisations ont été complétées par l’étude des défauts créés à l’interface et dans les structures des modules photovoltaïques par les différents stress sur la base de mesures effectuées sur ces mêmes cellules par la technique Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS). Grâce à cette technique, nous avons identifié et localisé ces défauts au sein du composant, en déterminant leur énergie d’activation et leur section efficace de capture. Les résultats de notre étude montrent ainsi l’importance des conditions de fonctionnement sur les performances instantanées et sur le long terme des systèmes photovoltaïques. Ils peuvent être exploitables directement dans la conception même des modules silicium voire transposable, en suivant la méthodologie de l’étude que nous proposons à de nouvelles technologies de modules / The objective of this work aim to study the performance, reliability of semiconductor structures after their operation under extreme conditions, during and after electrical stress, thermal stress, and combined electro thermal stresses. The studied semiconductor structures are photovoltaic cells for applications in the field of renewable energies. These devices have been exposed to several types of degradation generating localized defects in the structures. The I (V) and C (V) characteristics and electrical parameters have been studied before and after each stress case. The Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) was used as advanced technique for tracking the defects created at the interface and in the bulk structures. The DLTS technique allows identifying and locating these defects within the devices, by determining their activation energy and their capture cross-Section

Les exigences au niveau de la qualité et en matière de sécurité deviennent de plus en plus contraignantes dans l'activité industrielle et expliquent l'importance croissante du contrôle non destructif. Parmi les méthodes utilisées, les courants de Foucault sont appelés à occuper une place de plus en plus grande. Mais l'augmentation des exigences met en défaut les méthodes de développement classique. En s'appuyant sur le contrôle des assemblages rivetés des voilures d'avions, ce travail a pour but de mettre en place de nouvelles méthodes permettant d'augmenter les performances des dispositifs à courants de Foucault. Pour cela. il est avant tout nécessaire d'avoir une connaissance aussi complète que possible du phénomène physique en utilisant les outils de modélisation 2D et 3D par éléments Finis. Les possibilités d'utilisation et les limitations des logiciels mis en oeuvre dans cette étude sont tout d'abord évaluées. La mise au point d'une méthode de détection par courants de Foucault pulsés est ensuite présentée. Après une caractérisation de ceux-ci sur des critères énergétiques, les différents éléments du dispositif sont optimisés (dimension du bobinage, position des éléments de mesure, spectre du signal d'excitation). Les performances du capteur sont évaluées expérimentalement à chaque étape pour valider les résultats fournis par la modélisation. La méthode précédente est lourde à mettre en oeuvre. L'introduction d'une méthode automatique d'optimisation utilisant un algorithme génétique permet d'alléger considérablement le travail de conception. L'ensemble de ces outils a permis de concevoir des capteurs plus performants que ceux existants.