Caractérisation d’une photodiode germanium sur silicium en vue d’une utilisation source de bruit intégrée térahertz

Germanium on Silicon photodiode characterization for THz integrated noise source utilization

• Auteur / Autrice : Sandrine Oeuvrard
• Direction : François Danneville, Jean-François Lampin, Daniel Gloria
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Micro et nanotechnologies, acoustique et télécommunications
• Date : Soutenance le 20/11/2014
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : STMicroelectronics

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bruit

Ondes millimétriques

Transistors bipolaires à hétérojonctions

Germanium

Photodiodes

Optique intégrée

Mesure

Bruit électrique

Mots clés libres

Circuit photonique intégré

Résumé

Aujourd’hui, l’amélioration des fréquences de coupure des transistors MOS et bipolaires ouvre la voie à de nouvelles applications THz (communication et imagerie au-delà de 110 GHz). Des méthodologies de test concernant la caractérisation en bruit hyperfréquence des transistors jusque 170 GHz ont été mises en place dans la cadre du laboratoire commun entre STMicroelectronics et l’IEMN. Cependant, une des limitations principales à la conception d’un outil de caractérisation en bruit au-delà de 170 GHz est le manque de source de bruit état-solide à ces fréquences. Cette thèse propose un nouveau type de source de bruit aux fréquences millimétriques pouvant fonctionner au-delà de 170 GHz, basée sur une solution photonique intégrée sur silicium. Cette source de bruit photonique repose sur l’éclairage d’une photodiode en germanium sur silicium par une source optique qui sera alors convertit en un bruit blanc électrique.

Today high frequency MOS and bipolar transistors are opening new opportunities for THZ applications (communication and imagery beyond 110 GHz). High frequency noise characterization test methodologies up to 170 GHz have been set up in a shared collaboration between STMicroelectronics and IEMN laboratory. Nevertheless, one of the most important limitations of noise characterization above 170 GHz is the solid-state noise source lack at these frequencies. This study proposes a new concept of noise source working at millimeter wave frequencies above 170 GHz, based on a photonic integrated on silicon solution. This photonics noise source concept relies on a Germanium-on-Silicon photodiode lighted by an optical source and converting it into an electrical noise.