Étude du dopage extrinsèque dans HgCdTe pour la réalisation de photodiodes infrarouges

par Bruno Delacourt

Thèse de doctorat en Physique des materiaux

Sous la direction de Johan Rothman.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale physique (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (LETI - CEA) (laboratoire) depuis le 09-12-2014 .


  • Résumé

    Le CEA/Leti est, en collaboration avec l'industriel Sofradir, un des leaders mondiaux dans la recherche et développement de photo-détecteurs Infrarouge à base du semi-conducteur II-VI CdHgTe. Un des enjeux principaux pour la prochaine génération de détecteur dans ce domaine est l'augmentation de la température de fonctionnement pour des applications de haut impact sociétal tel que la sécurité, la surveillance environnemental et la télécommunication. Le dopage extrinsèque est, sur le plan théorique, la voie la plus prometteuse pour réaliser des photodiodes fonctionnant à haute température et réalisées sur le semi-conducteur CdHgTe. Les performances de tels dispositifs sont, jusqu'à présent, en deçà des attentes, probablement due à une génération de défauts associée à l'introduction des dopants. Dans ce contexte, nous proposons une étude des nouveaux moyens d'incorporation et d'activation de dopants dans le semi-conducteur CdHgTe. Le travail demandé est, dans un premier temps, concentré sur la caractérisation structurelle et physique des échantillons réalisés d'après des plans d'expérience élaborés avec les différentes équipes au laboratoire. Dans un deuxième temps, l'étude portera sur la réalisation et la caractérisation de photodiodes dans les matériaux dopés ainsi développées. Les mesures vont être réalisées directement sur des photodiodes et, pour les meilleures variantes, sur des imageurs prototype à haute température de fonctionnement.

  • Titre traduit

    Study of extrinsic doping in HgCdTe for the realisation of Infrared detector


  • Résumé

    CEA/Leti is collaborating with the firm Sofradir, which is a world leader in infrared photodiodes' research and development based on II-VI CdHgTe semiconductor. To increase the operating temperature of such systems constitutes one of the principal challenge for social high impact applications such as safety, environmental monitoring and telecommunications. Extrinsic doping is, in theory, the most promising way to realize photodiodes operating at high temperature with the semiconductor CdHgTe. The performance of such devices are so far below expectations, probably due to a generation of defects associated with the introduction of dopants. In this context, we propose a study of new ways of incorporation and activation of the dopants in the HgCdTe semiconductor. The required work is, firstly, concentrated on physical and structural characterization on samples made ​​from experimental designs developed with various teams in the laboratory. In a second time, the study will focus on the realization and the characterization of photodiodes developed in the doped materials. The measures will be carried out directly on the photodiodes and, for the best variants, on imaging prototypes with high operating temperature.