Caractérisation et modélisation par éléments finis des performances des détecteurs infra-rouge refroidis à petits pas

Finite element modeling and experimental charaterization of cooled infrared detector with small pitch

• Auteur / Autrice : Jocelyn Berthoz
• Direction : Olivier Gavrand, Laurent Rubaldo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Nanoélectronique et nanotechnologie
• Date : Soutenance le 21/06/2016
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électronique et de technologie de l'information (Grenoble ; 1967-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Christophe Toussaint
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Saint Pé
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Ribet, Philippe Christol

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éléments finis, Méthode des

Détecteurs de rayonnement infrarouge

Mots clés libres

Modélisation

Détecteurs infrarouges

HgCdTe

Silvaco

Caractérisation

Eléments finis

Modeling

Infrared detector

HgCdTe

Silvaco

Characterization

Finite element

Résumé

Ce travail se consacrera à l’étude des performances électro-optiques sur des détecteurs infrarouges à base de photodiodes. Les performances étudiées seront le rendement quantique qui étudie la capacité de conversion de la diode et la fonction de transfert de modulation qui quantifie la capacité du détecteur à échantillonner les fréquences spatiales. La problématique sera de comprendre les phénomènes impactant ces performances pour permettre leur optimisation et ainsi réduire le temps de développement d’un nouveau produit. Deux moyens sont mis à disposition pour répondre à cette problématique : la mesure et la simulation par éléments finis.Après avoir présenté ces performances électro-optiques, ainsi que leur place dans le Marché de l’infrarouge, des mesures et des simulations de rendement quantique et de FTM seront réalisées pour mettre en avant les phénomènes responsables des performances actuelles. Des technologies plus avancées seront également étudiées par simulation pour rechercher les meilleurs candidats pour les petits pas pixels.

The purpose of this thesis is to evaluate the electro-optical performances of infrared detectors based on photodiodes. The performances studied are the quantum efficiency and the modulation transfer function. The problematic is to understand which phenomenon impacts these performances for reducing the development time. In order to answer this problematic, this study is made through measurements and numerical simulations.Firstly, electro-optical performances are discussed with their link to the infrared market. Then, measurements and numerical computations are made in order to explain the reasons of the actual values. Finally, by computation, advance technologies are analyzed and compared for the modulation transfer function.