Photodetecteurs metal-semiconducteur-metal inverses : applications a l'interconnexion optique verticale entre deux couches cmos et a l'architecture cubique

par Olivier Vendier

Thèse de doctorat en Matériaux, technologies et composants pour l'électronique

Sous la direction de Jean-Claude Portal.

Soutenue en 1997

à Toulouse, INSA .

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Résumé

Devant la croissance importante du nombre de transistors par puce, les problemes poses par les interconnexions electriques entre composants actifs au sein d'une puce, ou plus encore, entre puces au sein d'un meme module, sont de plus en plus critiques. Dans ces travaux nous nous sommes attaches a montrer la faisabilite d'une interconnexion optique entre deux puces superposees et fabriquees en technologie cmos pour rester compatibles avec la majorite des applications de traitement du signal. Ce projet a demande le developpement d'interfaces optoelectroniques pour autoriser la communication digitale par voie optique des deux puces. Un recepteur et un transmetteur optiques integres ont ete concus specialement a cet effet. Les composants optoelectroniques (diode electroluminescente et photodetecteur) ont ete fabriques selon la technologie des films minces developpee a georgia tech, qui permet l'integration de composes iii-v directement sur circuit en silicium. La longueur d'onde choisie pour ces composants optoelectroniques est de 1. 3 m, longueur d'onde a laquelle le silicium est transparent, ce qui permet un lien optique sans percage du circuit. L'ensemble de ces travaux s'est focalise sur l'etude de la partie recepteur de ce systeme ; plus particulierement sur l'optimisation des photodetecteurs de type metal-semiconducteur-metal en film mince et leur interaction avec l'amplificateur integre. Finalement, apres fabrication, les tests preliminaires de l'interconnexion optique, effectues a une cadence de 50 mb/s, ont prouve qu'elle pourrait s'etendre a des systemes plus complexes comme des modules a architecture cubique.

Titre traduit

Inverted metal-semiconductor-metal photodetectors : applications to through-silicon wafer optical interconnects and to cubic architecture

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