Fabrication and characterization of InAs/GaSb superlattice photodetectors for the long-wave infrared

Ce travail de these porte sur la realisation de photodetecteurs a barriere a base de superreseaux type-2 (T2SL) InAs/GaSb pour le lointain infrarouge (LWIR etVLWIR). Les proprietes principales de ce materiau ont ete decrites ainsi que les avantages qu’il offre pour la detection LWIR.L’absorbeur en superreseau InAs/GaSb a ete implemente dans une structure a barriere,dont la couche barriere est composee d’un superreseau InAs/AlSb et la couche contact d’un superreseau InAs/GaSb. Les performances de la structure proposee ont ete simulees et analysees a l’aide du logiciel commercial Silvaco ATLAS. La structureest epitaxiee par epitaxie par jets moleculaires (EJM) and les echantillons ont montre une bonne homogeneite et qualite cristalline sur un wafer 2 pouces, comme demontre par des mesures de diffraction de rayons X a haute resolution, microscopie a force atomique et photoluminescence. Par la suite, des dispositifs LWIR et VLWIR ont ete realises par un processus de photolithographie developpe au sein de l’IES.Des caracterisations electriques et electro-optiques ont ensuite ete menees sur les dispositifs fabriques. Elles comprenaient des mesures J(V), C(V) et reponse spectrale non calibree. La longueur d’onde de coupure mesuree ete proche des valeurs visees, avec un courant d’obscurite a l’etat de l’art des detecteurs infrarouge T2SL. Neanmoins, les premiers detecteurs fabriques ont montre une tension de fonctionnement elevee et pour cette raison, une nouvelle structure a ete proposee. De nouveaux echantillons ayant la structure optimisee ont ete realises, dedies a la fabrication des matrices LWIR et VLWIR.