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 ...

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Description

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

Sujets

• United States
• Nantes
• Rouxel
• Plasma

Informations

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Extrait

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