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Etude des effets parasites du transistors à haute mobilité électronique (HEMT) sur InP pour applications micro-optoélectroniques

AUPETIT-BERTHELEMOT Christelle
Abstract: 

La montée en débit des systèmes de communications par fibres optiques pour la transmission et la distribution dans les fenêtres 1,3 et 1,55 µm s'appuie sur l'utilisation de composants optoélectroniques à base de phosphure d'indium (InP). Les contraintes des extrémités de liaisons telles que l'augmentation de la sensibilité à la réception et une modulation optimale à l'émission conduisent à considérer l'intégration micro-optoélectronique sur InP. Cette intégration monolithique consiste à associer un composant électronique rapide avec (i), un composant photonique (photodiode ou laser) ou (ii), un autre composant électronique, sur le substrat InP. Sachant que les dispositifs photoniques bénéficient aujourd'hui d'une plus grande maturité technologique, un point-clé est l'optimisation technologique du composant électronique rapide sur InP. Ce travail de recherche a consisté à étudier les dysfonctionnements – appelés effets parasites - liés à l'utilisation du transistor à haute mobilité électronique (HEMT) en prenant en compte les contraintes énoncées ci-dessus. Une étude préalable montre les avantages du HEMT sur InP comme filière technologie générique pour les applications en émission et en réception. Les paramètres et exigences "système" sont ensuite présentés ainsi qu'une méthodologie d'investigation adaptée à ces composants à technologie avancée incluant l'identification et le rôle de mécanismes de piégeage/dépiégeage. ? L'excès de courant de grille pénalisant la réception, ? Les commutations retardées de grille et drain à l'origine de dégradations sur la modulation à l'émission, ? La commande latérale représentative des effets de proximité de l'intégration monolithique ; ont été étudiés en fonction de diverses variantes (techniques de croissance et structures des couches épitaxiées, topologies des circuits, …) dans les procédés de fabrication. Il est démontré que le HEMT à canal composite InP/InGaAs développé par MOVPE, associé à une topologie d'intégration monolithique optimisée, est la solution technologique pour les applications micro-optoélectroniques. A titre de mise en perspective des résultats obtenus, l'impact système au niveau du diagramme de l'œil est analysé à l'aide d'un simulateur de systèmes optiques.