Dispositifs intégrés pour la transposition de fréquences dans la bande Térahertz

par Thibaut David

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Didier Lippens et de Patrick Mounaix.

Soutenue en 2002

à Lille 1 .


  • Résumé

    Ce travail de thèse aborde la fabrication de tripleurs de fréquences monolithiques à base de diodes HBV (Heterostructure Barrier Varactor), pour fonctionner aux fréquences THz. Cet aspect induit de nombreux problèmes liés notamment à la réduction des dimensions et à l'influence des éléments parasites (circuit extérieur). Ces problèmes ont été étudiés au niveau de l'ingénierie des structures épitaxiales et de l'intégration technologique des composants. D'abord, en adoptant les he��térostructures InGaAs/InAlAs/AlAs sur InP, une optimisation en dopage (augmentation) et en longueur (diminution) des zones de désertion a permis d'envisager la montée en fréquence par l'empilement épitaxial des couches élémentaires (diminution des niveaux de capacité sans dégradation du contraste et conservation du blocage de la conduction). De plus l'importance d'une simulation globale du composant dans son environnement est démontrée. Puis, nous avons développé une technique de report de couches actives, permettant la conception et la fabrication de circuits monolithiques reportés sur quartz (topologies "standard" : couche de GaInAs enterrée et "BML" : couche métallique enterrée) afin de diminuer les valeurs des éléments parasites et le nombre des étapes technologiques de fabrication que nous avons détaillées soigneusement. Enfin, les mesures petit signal, entre 0,5 et 110 GHz, ont validé la conservation des propriétés caractéristiques (non-linéarité et blocage du courant) et la réduction des éléments parasites (capacité parasite d'un facteur 4 et résistance série estimée d'un facteur 10). Quant aux mesures grand signal (collaborations RAL et LERMA), nous avons démontré, pour les composants discrets, des puissances de sortie de 6 à 7mW à 290 GHz (éta=5%). Les circuits monolithiques reportés sur quartz ont fourni des niveaux records de puissance comparables à 290 GHz avec une largeur de bande de 45 GHz, ainsi qu'environ 3mW à 330 GHz.

  • Titre traduit

    Monolithically integrated InP-based heterostructure barrier varactor for Terahertz frequency up-conversion


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Informations

  • Détails : 1 vol. (XII-228 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 213-228

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2002-201
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