Nanomir

Contact : Eric Tournie

Composants à NANOstructures pour Moyen InfraRouge

Le moyen infra-rouge (MIR), c'est-à-dire la gamme 2 – 12 µm du spectre électromagnétique présente à la fois des zones de transparence de l’atmosphère et des raies d’absorption très intense par les gaz polluants. Le MIR est donc idéal pour développer des applications telles que l’analyse des gaz (contrôle de pollution, suivi de procédés industriels, études de l’atmosphère), mais également pour des applications médicales (chirurgie, aide au diagnostic) ou militaires (contre-mesures). L’objectif principal du groupe “Composants à nanostructures pour moyen infra-rouge” de l’IES (nanoMIR) est de réaliser et étudier les composants photoniques, sources lasers et photodétecteurs, nécessaires pour ces applications. Ces composants reposent sur des nanostructures de semi-conducteurs à base d’antimoniures, c est-à-dire sur une filière de matériaux (GaSb, AlSb, InAs et leurs alliages) dont les propriétés électroniques et optiques originales sont adaptées à la réalisation de composants couvrant le domaine spectral du proche infrarouge à l’infrarouge lointain. Les travaux du groupe portent sur des études fondamentales de la physique des matériaux et des dispositifs, la fabrication et l’optimisation de composants performants et la réalisation de systèmes de démonstration intégrant ces composants :

• Diodes lasers à puits quantiques pour émission de puissance ou pour l’analyse de gaz, technologie DFB
• Lasers émettant par la surface à micro-cavité (VCSEL)
• Vertical External Cavity Surface Emitting Laser pour applications photoniques
• Lasers à Cascade Quantique (QCL) InAs/AlSb
• Boîtes quantiques pour lasers infrarouge à très faible seuil
• Détecteurs pour imagerie infrarouge
• Démonstrateur d’analyse de gaz

Enfin, les potentialités de la filière antimoniures pour fabriquer des composants électroniques sont également évaluées à travers un projet de recherche visant à réaliser des transistors ultra-rapides à base de InAs. Pour atteindre ses objectifs le groupe dispose d’importants moyens de fabrication des hétérostructures et des composants (deux réacteurs d’épitaxie par jets moléculaires, technologie des composants). Il s’appuie en outre sur la Centrale de Technologie de Montpellier.

Radiac

La fiabilité des composants microélectroniques soumis aux effets des radiations est devenue une des priorités pour les industriels, quelles que soient les applications spatiales, avioniques et terrestres.

L’objectif de l’équipe RADIAC est d’étudier les mécanismes fondamentaux mis en jeu durant l’exposition aux radiations d’un composant ou d’un matériau, de proposer des méthodologies opérationnelles de test et de développer des outils de prédiction. Nos activités reposent sur les thématiques suivantes :

Les études de Dosimétrie sont basées sur l’exploitation des propriétés de luminescence stimulée optiquement (OSL) des matériaux sulfurés (SrS, CaS, MgS, …) dopés aux terres rares (Eu, Sm, Ce, …). La fabrication par sérigraphie de films OSL permet d’effectuer des cartographies de dose présentant une dynamique sur plusieurs décades. Les matériaux OSL sont également utilisés dans la conception d’un micro capteur dosimètre permettant d’évaluer la Dose Ionisante et la Dose de Déplacement. Les applications visées sont la radiothérapie médicale, les grands accélérateurs et la dosimétrie embarquée sur satellite. Le développement de cette activité passe par la fabrication des matériaux OSL en couches minces pour des applications de détection ultra rapide et d’intégration technologique du capteur.
Les études d’Effets de Dose portent sur l’analyse de défaillance de composants embarqués sur satellite. L’équipe développe des méthodologies pour l’évaluation au sol de technologies embarquées en prenant en compte à la fois les spécificités du composant et de la mission concernée. Elle s’intéresse aussi à l’évaluation de la dégradation des circuits intégrés de technologie bipolaire par l’analyse détaillée des effets circuits.
Les études d’Effets Singuliers portent sur tous les types d’évènements susceptibles d’être observés suite au passage d’une particule dans un composant : les phénomènes de Burnout (SEB) ou de Latchup (SEL) dans les composants de puissance, les aléas logiques (SEU) dans les mémoires SRAM, le déclenchement du Latchup (SEL) dans les inverseurs, la propagation d’impulsions transitoires (SET) dans les systèmes logiques. La simulation composant 3D permet d’analyser les mécanismes physiques internes au composant mis en jeu, la diffusion des porteurs générés par l’ion et leur collection aux différentes électrodes, de proposer des critères de dangerosité basés sur les impulsions de courant parasite et ainsi de développer des outils de prédiction du taux d’erreur (SER) et de proposer des solutions de durcissement des composants.
Les études Matériaux s’intéressent à l’analyse physique des modifications de structure cristalline des différents matériaux constituant un circuit intégré (Silicium, oxyde, …) suite à l’impact d’un ion tout au long de sa trajectoire.

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Editeur

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860, rue Saint Priest
Bâtiment 5
34095 Montpellier – Cedex 05

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