L'évolution des technologies des semi-conducteurs vers des géométries de plus en plus fines permet un accroissement des performances et des fonctionnalités par puce mais s'accompagne simultanément d'une augmentation de la puissance dissipée. Alors que les utilisateurs sont de plus en plus friands d'applications portables, la conception de circuits intégrés doit désormais prendre en compte le budget de puissance alloué. Il est donc essentiel de développer des circuits microélectroniques très basse puissance. La réduction de la tension d'alimentation VDD s'avère une approche très intéressante puisque cela permet de réduire la puissance dynamique quadratiquement et la puissance statique des courants de fuite exponentiellement. L'utilisation de tensions d'alimentation très basses (ULV) a été explorée à Stanford dès 1990 en utilisant une technologie spéciale, dont les transistors possèdent des tensions de seuil proches de zéro volt. Cependant, bien que réduire fortement la tension d'alimentation soit une méthode efficace pour diminuer la consommation, elle ne peut pas être appliquée arbitrairement car cela affecte négativement les performances, le délai dans les portes augmentant exponentiellement lorsque VDD devient inférieur à la tension de seuil. Il faut donc trouver un compromis entre vitesse et consommation. Du point de vue technologique, la technologie SOI-PD (Silicium sur Isolant Partiellement Désertée) s'avère très intéressante en ULV: elle présente des performances entre 25% et 30% supérieures à celles obtenues en CMOS à substrat massif. La technologique SOI permet donc de diminuer la consommation des circuits intégrés à fréquence de fonctionnement égale. Pour mieux appréhender le comportement des transistors SOI opérés en inversion faible, un modèle analytique et physique simple a tout d'abord été développé. La consommation d'un circuit dépendant fortement du style logique employé, plusieurs styles ont été comparés et celui présentant le meilleur produit puissance-délai a été choisi pour réaliser une bibliothèque de cellules standards. La problématique de la propagation de données sur des interconnexions longues, alors que les transistors fournissent peu de courant, a été abordée: un nouveau circuit de transmission en mode courant a été proposé. Enfin, un circuit de traitement d'image par paquets d'ondelettes a été développé et synthétisé grâce à la bibliothèque précédente.

The sale of hybrid electric vehicles (HEVs) has increased tenfold from the year 2001 to 2009 [1]. With this the demand for high temperature electronics has also increased dramatically making, high temperature electronics for HEV applications desirable in the engine compartment, power train, and brakes where the ambient temperature normally exceeds 150°C. Power converters (i.e. DC-DC converter, DC-AC inverter) inside the HEVs require gate drivers to control the power switches. An integrated gate driver circuit has been realized in 0.8-um BCD-on-SOI process. This gate driver IC needs a step-down voltage regulator to convert the unregulated high input DC voltage (VDDH) to a regulated nominal CMOS voltage (i.e. 5 V). This step-down voltage regulator will supply voltage to the low-side buffer (pre-driver) and other digital and analog circuits inside the gate driver ICs. A linear voltage regulator is employed to accomplish this task; however, very few publications on high temperature voltage regulators are available. This research presents a high temperature linear voltage regulator designed and fabricated in a commercially available 0.8-um BCD-on-SOI process. SOI processes typically offer reduced junction leakage current by three orders of magnitude compared to the bulk-CMOS processes at temperatures beyond 150°C. In addition, a pole swap compensation technique is utilized to achieve stability over a wide range (four decades) of load current. The error amplifier inside the regulator is designed using an inversion coefficient based design methodology, and a temperature stable current reference is used to bias the error amplifier. The linear regulator provides an output voltage of 5.3 V at room temperature and can supply a maximum load current of 200 mA.

Cette thèse explore certaines possibilités qu’offre l’optique intégrée en silicium pour des applications en ingénierie quantique. Un premier chapitre établi la théorie de la propagation non linéaire scalaire du champ électrique dans des guides d’onde en silicium. La génération de paires dans de tels guides est également présentée. Le second chapitre reprend un travail expérimental de caractérisation des propriétés non linéaires des guides utilisés. Le résultat original principal de ce travail est un montage de caractérisation non linéaire par la méthode D-scan en régime picoseconde. Le coeur du travail est présentée dans le troisième chapitre, il s'agit de la mise en évidence, la caractérisation et de l'étude approfondie de la génération de paires de photons au sein de guides d’ondes. Le dernier chapitre est consacré à l’intégration proprement dite de la source de paires de photons au sein d’un circuit quantique afin de réaliser la majeure partie d’un expérience clé d’optique quantique sur une puce en silicium. Nous présentons deux sources de paires de photons prêtes pour l'intégration avec un circuit optique (paires en cavité et filtration spectrale). Nous présentons ensuite la préparation d'expériences intégrées préliminaires. En particulier, nous montrons l'enchevêtrement en chemin produit dans une structure intégrée. Nous réalisons également l'expérience de Hong-Ou-Mandel.

Today, the silicon technology is well established for RF-applications (f~1-100 GHz), with emphasis on the lower frequencies (f < 5 GHz). The field of RF power devices is extensive concerning materials and devices. One of the important RF-devices is the silicon LDMOS transistor. A large extent of the research presented in the thesis concerns studies of this device, which have resulted in increased understanding of the device behavior and improved performance. The thesis starts with a brief survey of the RF-field, including the LDMOS transistor, followed by a description of the methods used in the investigations; simulations, modeling and measurements. Specific results presented in the appended papers are also briefly summarized. A new concept for LDMOS transistors, which allows for both high frequency and high voltage operation, has been developed and characterized. World-record performance in terms of output power density was obtained: over 1 W/mm at 50 V and 3.2 GHz. Further understanding and improvements of the device are achieved using simulations and modeling. For determination of model parameters a new general parameter extraction technique was developed. The method has been successfully used for a large variety of high-frequency devices, and has been frequently used in the modeling work in this thesis. Important properties of RF-power devices are the device linearity and power efficiency. Extensive studies regarding the efficiency were conducted using numerical simulations and modeling of the off-state output resistance, which is correlated to the efficiency. The results show that significant improvements can be obtained for devices on both bulk- and SOI-substrates, using thin high-resistivity substrates and very low-resistivity SOI-substrates, respectively. Finally a new approach to drastically reduce substrate crosstalk by using very low-resistivity SOI substrate is proposed. Experimentally, a reduction of 20-40 dB was demonstrated in the GHz range compared to high-resistivity SOI substrate.

The characteristics of a silicon-on-insulator (SOI) rib waveguide, including the bending loss of a multimode bent waveguide and the birefringence of a rib waveguide, are analyzed by using a finite-difference method (FDM). Based on a detailed analysis for a multimode bent waveguide, an appropriately designed multimode bent waveguide for reducing effectively the bending loss of the fundamental mode is realized. The slab height and the rib width of an SOI rib waveguide are normalized with the total height of the silicon layer and a general relation between these two normalized parameters for a nonbirefringent SOI rib waveguide is established. Using this general relation, one can easily design a nonbirefringent SOI rib waveguide. The issue of multimode effect in the SOI-based microphotonic devices such as arrayed-waveguide gratings (AWGs), etched diffraction gratings (EDGs), and multimode interference (MMI) couplers is discussed in detail. Two kinds of taper structures are proposed for reducing the multimode effects in EDGs or MMI couplers. A bi-level taper is introduced to eliminate effectively the multimode effects in an EDG or an MMI coupler. The bi-level taper is very appropriate for an EDG demultiplexer since the Si layer is etched through simultaneously for both the grating and the bottom taper structure, and thus no additional fabrication process is required. For the simulation of an AWG demultiplexer, a fast simulation method based on the Gaussian approximation is proposed and two kinds of effective and accurate three-dimensional (3D) simulation modeling are developed. The first 3D model is based on Kirchhoff-Huygens diffraction formula. To improve the computational speed, the 3D model is reduced to a two-dimensional (2D) one by integrating the corresponding field distributions in the AWG demultiplexer along the vertical direction under an assumption that the power coupled to the higher order modes in the free propagation region (FPR) is negligibly small. The equivalent 2D model has an almost the same accuracy as the original 3D model. Furthermore, a reciprocity theory is introduced for the optimal designof a special structure used for flattening the spectral response of an AWG demultiplexer. In the second 3D simulation method, we combine a beam propagation method (BPM) and the Kirchhoff-Huygens diffraction formula. In this method, a 3D BPM in a polar coordinate system is used for calculating the light propagation in the region connecting the first FPR and the arrayed waveguides, and thus the coupling coefficient of each arrayed waveguide is calculated conveniently and accurately. In the simulation of the second FPR, due to the uniform arrangement of arrayed waveguides, only several arrayed waveguides are needed in the BPM window and thus the computational efficiency is improved. / QC 20101004

In recent years there has been a huge increase in the growth of communication systems such as mobile phones, wireless local area networks (WLAN), satellite navigation and various other forms of wireless data communication that have made analogue frequency control a key issue. The increase in frequency spectrum crowding and the increase of frequency into microwave region, along with the need for minimisation and capacity improvement, has shown the need for the development of high performance, miniature, on-chip filters operating in the low to medium GHz frequency range. This has hastened the need for alternatives to ceramic resonators due to their limits in device size and performance, which in turn, has led to development of the thin film electro-acoustics industry with surface acoustic wave (SAW) and bulk acoustic wave (BAW) filters now fabricated in their millions. Further, this new technology opens the way for integrating the traditionally incompatible integrated circuit (IC) and electro-acoustic (EA) technologies, bringing about substantial economic and performance benefits. In this thesis the compatibility of aluminium nitride (AlN) to IC fabrication is explored as a means for furthering integration issues. Various issues have been explored where either tailoring thin film bulk acoustic resonator (FBAR) design, such as development of an improved solidly mounted resonator (SMR) technology, and use of IC technology, such as chemical mechanical polishing (CMP) or nickel silicide (NiSi), has made improvements beneficial for resonator fabrication or enabled IC integration. The former has resulted in major improvements to Quality factor, power handling and encapsulation respectively. The later has provided alternative methods to reduce electro- or acoustomigration, reduced device size, for plate waves, supplied novel low acoustic impedance material for high power applications and alternative electrodes for use in high temperature sensors. Another method to enhance integration by using the piezoelectric material, AlN, in the IC side has also been explored. Here methods for analysing AlN film contamination and stoichiometry have been used for analysis of AlN as a high-k dielectric material. This has even brought benefits in knowledge of film composition for use as a passivation material with SiC substrates, investigated in high power high frequency applications. Lastly AlN has been used as a buried insulator material for new silicon-on-insulator substrates (SOI) for increased heat conduction. These new substrates have been analysed with further development for improved performance indicated. / wisenet

Depuis les années 1980, la problématique identitaire a fait couler beaucoup d’encre dans le cadre des études des minorités culturelles, dont celles des communautés francophones du Canada. Si la richesse et l’apport de ces études ne font aucun doute, une tendance s’est profilée au cours des ans consistant à aborder la question des identités minoritaires à travers le thème de l’espace. Cette étude va, dans une certaine mesure, à contre-courant de ces travaux en faisant du temps son objet d’intérêt principal. Plus précisément, elle se donne pour objectif d’explorer, dans une perspective herméneutique, de quelle manière le soi minoritaire inscrit et interprète son être dans le monde du point de vue de la temporalité. Ayant comme ancrage théorique central l’anthropologie philosophique de Paul Ricœur, cette étude se divise en trois parties connexes. Pour commencer, il est question de cerner les fondements de la conception narrative que tout être humain possède de son existence dans le temps en ce sens que tout un chacun construit son identité par les histoires qu’il raconte et fait raconter à son propre endroit. Ensuite, il s’agira d’interroger si les sujets minoritaires sont en mesure de s’appréhender sur le même mode narratif que celui auquel ont recours les sujets majoritaires. De cette interrogation, il ressortira une particularité structurelle dans la manière dont les sujets minoritaires et majoritaires se réalisent (les premiers ont toujours un pouvoir d’agir alors que celui des seconds est inhibé à des degrés différents) et, par conséquent, une différence dans la manière dont ils se rapportent au temps. À la fin, la tâche sera de montrer comment le rapport particulier que les sujets minoritaires entretiennent au temps engendre, tel que nous l’enseigne l’unique vecteur culturel qu’est la littérature – et dans ce cas-ci la littérature franco-ontarienne – des narrations de soi qui leur sont propres.

Le but de cette étude quantitative est d’analyser l’influence de la consommation télévisuelle (en termes de nombre d’heures) et des stéréotypes âgistes négatifs véhiculés à la télévision sur le bien-être psychologique des aînés. Un sondage par questionnaire a été effectué auprès d’aînés retraités (N = 112). Les résultats obtenus confirment le rôle de la perception négative des gens quant à la représentation des aînés à la télévision comme précurseur des conséquences psychologiques négatives (le sentiment de privation relative, le désengagement social, et la baisse de l’estime de soi). Cependant, le nombre d’heures élevé d’écoute télévisuelle ne semble pas avoir des répercussions négatives sur la manière dont les aînés perçoivent le portrait des gens âgés au petit écran.

Le but de cette étude quantitative est d’analyser l’influence de la consommation télévisuelle (en termes de nombre d’heures) et des stéréotypes âgistes négatifs véhiculés à la télévision sur le bien-être psychologique des aînés. Un sondage par questionnaire a été effectué auprès d’aînés retraités (N = 112). Les résultats obtenus confirment le rôle de la perception négative des gens quant à la représentation des aînés à la télévision comme précurseur des conséquences psychologiques négatives (le sentiment de privation relative, le désengagement social, et la baisse de l’estime de soi). Cependant, le nombre d’heures élevé d’écoute télévisuelle ne semble pas avoir des répercussions négatives sur la manière dont les aînés perçoivent le portrait des gens âgés au petit écran.

Cette thèse porte sur la menace du stéréotype (Steele & Aronson, 1995) qui correspond à la crainte qu'un individu, appartenant à un groupe négativement stéréotypé, peut ressentir lorsqu'il risque de confirmer, par sa performance ou son comportement, le stéréotype négatif associé à son groupe. Cette crainte, en retour, le mènerait involontairement à confirmer le stéréotype. Trois objectifs guident ce travail : (1) Nous proposons d'examiner le rôle de la perception de soi (i.e., en tant qu'individu unique ou en tant que membre du groupe) dans la modération (i.e., augmentation ou diminution) des effets négatifs de la menace du stéréotype sur les performances, l'état émotionnel et la perception de la situation. (2) Nous suggérons de tenir compte de la distinction récente entre la menace du stéréotype dirigée vers soi (i.e., peur de confirmer le stéréotype pour soi-même) et la menace du stéréotype dirigée vers le groupe (i.e., peur d'être un mauvais représentant de son groupe) et d'en examiner les impacts sur la performance des individus concernés (Shapiro & Neuberg, 2007 ; Wout, Jackson, Spencer, & Danso, 2008). Ces deux premiers objectifs ont fait l'objet de quatre études expérimentales portant sur les femmes et le stéréotype d'incompétence en mathématiques (présentées dans la Partie 1). Les principaux résultats indiquent que la perception de soi en tant que membre du groupe (i.e., soi interdépendant) a des effets plus délétères sur la performance et l'état émotionnel que la perception de soi en tant qu'individu unique (i.e., soi indépendant). Enfin, (3) notre dernier objectif était d'étendre les recherches sur la menace du stéréotype à un groupe stigmatisé encore non étudié dans le contexte français. Pour cela, nous avons choisi d'examiner le groupe des Noirs de France avec quatre études (présentées dans la Partie 2). Les principaux résultats révèlent l'existence de stéréotypes négatifs associés à ce groupe (e.g., incompétence intellectuelle) ainsi que leur impact non négligeable sur les membres de ce groupe (e.g., performances, comportements au quotidien).