Etude des bruits basse fréquence et des défauts électriquement actifs dans les détecteurs infrarouge refroidis

par Pierre Guinedor

Thèse de doctorat en Nano electronique et nano technologies

Sous la direction de Daniel Bauza.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble) , en partenariat avec Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique - Laboratoire d'hyperfréquences et de caractérisation (laboratoire) .


  • Résumé

    Dans le contexte des technologies HOT (High Operating Temperature) visant l'augmentation de la température de fonctionnement, les bruits basse fréquence 1/f et RTS (Random Telegraph Signal) sont les principaux détracteurs dégradant la qualité image des détecteurs infrarouge refroidis à base de HgCdTe. Ce travail est donc consacré à la détermination des défauts qui en sont à l'origine pour, à terme, pouvoir espérer améliorer la qualité image. A cette fin, deux voies d'étude ont été empruntées : la caractérisation électro-optique des bruits basse fréquence et la caractérisation spectroscopique des défauts électriquement actifs dans le matériau. Après avoir décrit les généralités sur la détection infrarouge et présenté les différentes techniques de spectroscopie employées lors de ce travail, les bruits basse fréquence sont étudiés pour affiner la compréhension de leur mécanisme physique. Enfin, des études de DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy) sont menées pour deux technologie de fabrication en bande SWIR (Short Wave InfraRed, λc = 2,5 µm) et MWIR bleu (Mid Wave Infrared, λc = 4,2 µm) pour tenter de remonter aux défauts du matériau qui sont à l'origine de ces bruits.

  • Titre traduit

    Low-frequency noises and deep levels study in cooled infraRed detectors


  • Résumé

    The current trend in the infrared market is to address HOT (High Operating Temperature) applications, which exacerbates the impact of low frequency noises (Random Telegraph Signal (RTS) and 1/f) and then degrades the image quality of cooled HgCdTe detectors. In this work, the focus was laid on the analysis of defects at the root of these noises to, eventually, improve the image quality. Two paths are introduced: the electro-optical characterization of low frequency noises and the spectroscopic characterization of electrically active defects in the material. First generalities on infrared detection and spectroscopic techniques used in this work are described. Then low frequency noises characterizations are realized to refine the comprehension of their physical mechanisms. Finally DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy) studies are performed on two technologies for SWIR (Short Wave InfraRed, λc = 2.5 µm) and MWIR blue ((Mid Wave Infrared, λc = 4.2 µm) bands in order to get to the root of low frequency noises.