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Intitulé du sujet Etude de la gravure plasma du CdHgTe pour application aux détecteurs infrarouge de troisième génération Résumé du sujet Le Département d'Optronique du LETI mène des travaux de recherche et de développement sur des imageurs infrarouge base de matrices de photodiodes réalisées sur le semi conducteur composé CdxHg1 xTe La prochaine génération de détecteurs infrarouge intégrera de nouvelles fonctionnalités telles la détection de plusieurs longueurs d'ondes multispectral ou l'utilisation d'effet de gain dans des structures de photodiodes avalanche ou APD pour Avalanche PhotoDiode Ces développements nécessitent une excellente connaissance des paramètres physiques du matériau notamment dopage mobilité et durée de vie des porteurs ainsi qu'une bonne adaptation et un bon contrôle des procédés technologiques de fabrication Parmi ces procédés la gravure assistée par plasma du CdxHg1 xTe apparaît comme une étape incontournable mais encore mal maîtrisée En particulier les mécanismes de gravure et l'influence de l'étape sur les propriétés électriques du matériau en modifiant le dopage ou la durée de vie des porteurs minoritaires ainsi que sur la surface des motifs photolithographiés apparition de rugosité modification de la stoechiométrie restent mal connus Cette étape est donc un point clé qu'il nous faut étudier de façon approfondie pour permettre l'utilisation de la gravure plasma dans les procédés de fabrication des prochaines générations de détecteurs Descriptif du sujet Le Laboratoire Infrarouge LIR du Département d'Optronique du CEA LETI développe depuis ans des technologies de détection infrarouge IR dont les très bonnes performances lui ont permis d'acquérir un statut de laboratoire de référence au niveau mondial Ces technologies sont transférées l'industriel Sofradir n°2 mondial du secteur qui produit des matrices de détection de 2ème génération sous licence exclusive du CEA Ces générations de détecteurs dits monospectraux travaillent dans une bande unique définie par la composition du matériau ...

De
3 pages
Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
Intitulé du sujet : Etude de la gravure plasma du CdHgTe pour application aux détecteurs infrarouge de troisième génération. Résumé du sujet : Le Département d'Optronique du LETI mène des travaux de recherche et de développement sur des imageurs infrarouge à base de matrices de photodiodes réalisées sur le semi- conducteur composé CdxHg1-xTe. La prochaine génération de détecteurs infrarouge intégrera de nouvelles fonctionnalités, telles la détection de plusieurs longueurs d'ondes (multispectral) ou l'utilisation d'effet de gain, dans des structures de photodiodes à avalanche (ou APD, pour Avalanche PhotoDiode). Ces développements nécessitent une excellente connaissance des paramètres physiques du matériau (notamment dopage, mobilité et durée de vie des porteurs), ainsi qu'une bonne adaptation et un bon contrôle des procédés technologiques de fabrication. Parmi ces procédés, la gravure assistée par plasma du CdxHg1-xTe apparaît comme une étape incontournable, mais encore mal maîtrisée. En particulier, les mécanismes de gravure et l'influence de l'étape sur les propriétés électriques du matériau (en modifiant le dopage ou la durée de vie des porteurs minoritaires), ainsi que sur la surface des motifs photolithographiés (apparition de rugosité, modification de la stoechiométrie) restent mal connus. Cette étape est donc un point clé qu'il nous faut étudier de façon approfondie pour permettre l'utilisation de la gravure plasma dans les procédés de fabrication des prochaines générations de détecteurs. Descriptif du sujet : Le Laboratoire Infrarouge (LIR) du Département d'Optronique du CEA/LETI développe depuis 30 ans des technologies de détection infrarouge (IR) dont les très bonnes performances lui ont permis d'acquérir un statut de

  • plasma

  • enrichissement de la surface en cadmium

  • gravure chimique par voie humide

  • gravure par plasma

  • compréhension de la création des défauts électriques

  • parfaite maîtrise des géométries fines

  • composition du mélange gazeux

  • étape incontournable

  • création de rugosité et de pente sur les flancs


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Intitulé du sujet :
Etude de la gravure plasma du CdHgTe pour application aux détecteurs infrarouge de
troisième génération.
Résumé du sujet :
Le Département d'Optronique du LETI mène des travaux de recherche et de développement
sur des imageurs infrarouge à base de matrices de photodiodes réalisées sur le semi-
conducteur composé Cd
x
Hg
1-x
Te. La prochaine génération de détecteurs infrarouge intégrera
de nouvelles fonctionnalités, telles la détection de plusieurs longueurs d’ondes (multispectral)
ou l'utilisation d'effet de gain, dans des structures de photodiodes à avalanche (ou APD, pour
Avalanche PhotoDiode). Ces développements nécessitent une excellente connaissance des
paramètres physiques du matériau (notamment dopage, mobilité et durée de vie des porteurs),
ainsi qu’une bonne adaptation et un bon contrôle des procédés technologiques de fabrication.
Parmi ces procédés, la gravure assistée par plasma du Cd
x
Hg
1-x
Te apparaît comme une étape
incontournable, mais encore mal maîtrisée. En particulier, les mécanismes de gravure et
l'influence de l'étape sur les propriétés électriques du matériau (en modifiant le dopage ou la
durée de vie des porteurs minoritaires), ainsi que sur la surface des motifs photolithographiés
(apparition de rugosité, modification de la stoechiométrie) restent mal connus. Cette étape est
donc un point clé qu'il nous faut étudier de façon approfondie pour permettre l’utilisation de
la gravure plasma dans les procédés de fabrication des prochaines générations de détecteurs.
Descriptif du sujet :
Le Laboratoire Infrarouge (LIR) du Département d’Optronique du CEA/LETI développe
depuis 30 ans des technologies de détection infrarouge (IR) dont les très bonnes performances
lui ont permis d'acquérir un statut de laboratoire de référence au niveau mondial. Ces
technologies sont transférées à l’industriel Sofradir (n°2 mondial du secteur) qui produit des
matrices de détection de 2
ème
génération, sous licence exclusive du CEA.
Ces générations de détecteurs, dits monospectraux, travaillent dans une bande unique définie
par la composition du matériau "monocouche" utilisé. Malgré leurs très bonnes performances,
ils ne permettent pas d'obtenir une information sur la température absolue de la scène
observée. L'obtention de cette information est indispensable dans de nombreuses applications
et nécessite la réalisation de détecteurs multispectraux. La fabrication de tels détecteurs, dits
de 3ème génération, est en cours d’étude au LIR, et passera en production chez Sofradir dans
les années qui viennent. Elle est désormais envisageable grâce à la maîtrise de la fabrication
d'empilements de plusieurs matériaux Cd
x
Hg
1-x
Te
à différentes compositions, réalisés par
épitaxie par jets moléculaires (EJM). La technologie de fabrication de tels détecteurs
multispectraux passe aussi par la maîtrise d'étapes de réalisation de structures "mésa" ou
"trous" afin de créer les matrices de pixels. Toute la difficulté est d'arriver à réaliser des
motifs de quelques μm de profondeur et de facteur d'aspect voisin de 1, sans dégrader le
matériau et en contrôlant l'extension latérale de la gravure, afin d'obtenir un taux de
remplissage maximal dans la matrice de détection.
Dans le domaine de la microélectronique, largement basé sur le Silicium et sur les composés
III-V, les gravures plasma sont définitivement adoptées en raison de leurs nombreux
avantages : parfaite maîtrise des géométries fines, grande sélectivité entre les différents
matériaux à graver, perturbation réduite des matériaux, coût. Dans le domaine plus restreint
des matériaux II-VI les gravures par plasma ne sont pas opérationnelles et ne sont donc pas
encore imposées. Les techniques généralement utilisées pour ces matériaux sont la gravure
chimique par voie humide et l'usinage ionique. Malheureusement la première est trop isotrope
pour pouvoir définir des motifs fins (quelques μm) et de facteur de forme élevé, alors que la
deuxième implique un bombardement violent du matériau, provoquant une inversion de
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