Test et modelisation de detecteurs infrarouges microbolometriques a temperature ambiante

par ERIC CHAUSSE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Roland Madar.

Soutenue en 2000

à Grenoble INPG .

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  • Résumé

    Cette etude montre la faisabilite de detecteurs infrarouges non refroidis pouvant etre produits a faible cout. L'emploi d'une filiere silicium et d'une technologie monolithique sont des conditions sine qua non pour atteindre l'objectif de faible cout de fabrication. Une large diffusion peut ainsi etre envisagee, en particulier, pour la surveillance industrielle et l'aide a la conduite automobile. Le principe du bolometre consiste a mesurer l'echauffement du rayonnement infrarouge. La variation de conductivite d'un thermometre en silicium amorphe place sur un micro-pont pour renforcer l'isolation thermique permet ensuite de transcrire le signal sous forme electrique. L'emploi d'une cavite quart d'onde et l'utilisation des electrodes de lecture du thermometre comme absorbeur d'onde ameliorer l'efficacite des dispositifs. Le silicium amorphe est choisi comme thermometre pour satisfaire la contrainte ab initio de faible cout. Le silicium est obtenu par lpcvd dope bore afin de garder une temperature de depot basse et aussi un faible niveau de bruit electrique. L'etude du silicium amorphe permet d'obtenir des dispositifs optimises en conciliant une forte activation thermique de la conductivite et une forte conductivite avec un faible bruit. Un fort dopage bore (2%) abaisse la temperature de croissance de la couche et incorpore peu d'hydrogene. La presence de polluants tels que oxygene, azote et carbone est aussi prise en compte. Ce materiau montre de la metastabilite comme decrit dans la litterature mais aussi de l'originalite par des effets irreversibles induits par les traitements thermiques. La derive irreversible sous recuit est etudiee a travers des caracterisations physiques et electriques. En particulier, le role de l'hydrogene est pris en consideration. Les detecteurs obtenus ont actuellement des performances de niveau mondial. Le netd est de 100 mk, ce qui permet d'envisager de l'imagerie infrarouge au moyen des composants actuellement produits.


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Informations

  • Détails : 171 p.
  • Annexes : 107 ref.

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