Etude de la rémanence sur les rétines proches IR CdHgTe pour les applications astronomiques.

par Titouan Le Goff

Projet de thèse en Physique appliquee

Sous la direction de Olivier Gravrand et de Nicolas Baier.

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 01-11-2018 .


  • Résumé

    Dans le cadre d'une action collective entre l'ESA, le CEA-LETI, le CEA-IRFU et la société SOFRADIR, une action de grande envergure est en cours, visant la mise au point de très grands plans focaux IR pour les observations astronomiques. Le niveau de performance de ces détecteurs extrêmement élevé a été démontré en termes de sensibilité et de fuites à l'obscurité. Il reste cependant un point sur lequel toute la communauté d'utilisateurs bute : la rémanence d'une image lumineuse sur les images suivantes. Concrètement, l'acquisition d'une image présentant de forts contrastes (champ d'étoiles, franges d'interférence) perturbe l'état des photodiodes sur des durées plus ou moins longues, introduisant une rémanence de cette images sur les suivantes : l'empreinte des images précédentes peut être faiblement visible sur les images suivantes, pénalisant fortement l'exploitation scientifiques des images. Différentes pistes existent aujourd'hui pour expliquer ce phénomène de rémanence, basé principalement sur un conditionnement électrique des photodiodes sous flux lumineux important, qui perdure ensuite sur une durée caractéristiques plus ou moins longue une fois le flux lumineux éteint. Aujourd'hui, aucune de ces théories n'est pleinement satisfaisante. On se propose dans le cadre de cette thèse d'étudier expérimentalement ce phénomène de rémanence sur les matrices fabriquées au sein de nos salles blanches. Ces matrices présentent une grande variabilité dans les paramètres technologiques utilisés (géométrie des jonctions, dopage…) et leur caractérisation permettront certainement une compréhension fine des phénomènes responsables de cette rémanence.

  • Titre traduit

    Persistence study on near IR HgCdTe retinas for astronomical applications.


  • Résumé

    In the frame of a collective action between ESA, CEA-LETI, CEA-IRFU and SOFRADIR, a large project is currently running, aiming at setting up the fabrication of very large IR focal plane arrays for astronomy needs. The highly demanding level of performances has already been demonstrated in terms of sensitivity and dark leakage. However, the community still experiment issues with existing arrays: the image persistence from high flux images onto following lower flux images. Indeed, the astronomical images are in general highly contrasted (star field in the case of direct imaging, or high dynamic fringes in the case of spectral analysis). The photodiodes subjected to intense optical fluxes seem to experience a change in their electrical states (probably due to the filling of electrical traps into the semiconductor) and remain in this excited state during various characteristic times that can be sometimes very long. At the end, the footprint of a previous image may still be seen when the light is turned off, and image scientific interpretation is getting harder. Different cause are suspected today for this persistence, but none of these explanations are fully satisfying. In the frame of this PhD work, we propose to study the mechanisms of this persistence, based on the experimental characterization of focal plane arrays manufactured in LETI's clean rooms. Those arrays present a large variability of the photodiode parameters (geometrical, doping…) such that its analysis should bring a significant insight about the mechanisms ruling this persistence.