Eléments d'orientation des photodiodes à avalanches pour l'infrarouge : application à la filière HgCdTe

Le developpement actuel des mosaiques infrarouge (IR) se traduit par l'integration de nouvelles fonctionnalites optiques et electroniques pour repondre aux besoins des applications comme l'imagerie active ou hyperspectrale. Ces evolutions s'accompagnent d'une reduction du nombre de photons incidents par pixel d'ou la question de preservation de l'integrite du signal photonique. Une reponse possible a cette problematique est l'emploi de detecteurs a gain peu bruyants. Le phenomene d'amplification sans exces de bruit a ete mis en evidence pour la premiere fois dans des photodiodes a avalanche (APD) en HgCdTe pour le moyen IR en 2001. Ce travail de these, realise a rOnera en collaboration avec le CEA/LETI, a pour objectif de fournir des elements d'orientation de cette nouvelle filiere de detecteurs. Pour cela, j'ai mis au point des bancs de caracterisation pour mesurer les performances electro-optiques (gain M, facteur d'exces de bruit F, courant d'obscurite, etc) de differents composants et j'ai developpe un outil de simulation Monte Carlo afin de mieux comprendre le mecanisme d'ionisation par impact dans l'alliage HgCdTe et notamment l'influence de differents parametres physiques et technologiques sur M et F. Ceci a permis de demontrer l'existence d'une amplification sans exces de bruit dans les APD pour le lointain IR de la filiere francaise. Ces detecteurs souffrent cependant d'un courant tunnel eleve qui limite leur utilisation. Les simulations ont montre que M et F sont peu affectes par les variations de la largeur de la zone de multiplication ce qui nous a conduit a realiser de nouveaux composants, a zone de multiplication elargie, pour reduire le courant tunnel