Fabrication d'Imageurs VisSWIR Bas-Coût – LOVIS

Différents types d’imageurs ont été développés en France pour les applications bas niveau de lumière (BNL) pour des applications de défense. Ces développements concernent non seulement les domaines EBCMOS et EBCCD, mais aussi les technologies état solide InGaAs et CMOS. La technologie InGaAs permet de récupérer un flux lumineux nettement plus important, d’un facteur 60 environ, par rapport aux technologies « visibles » dans des conditions de nuit sans lune. La technologie InGaAs étendue au visible développée dans le cadre du projet REI VisSWIR a permis de démontrer une sensibilité à la fois dans des conditions de nuit sans lune et de clair de lune. Ve type d’imageur est particulièrement adapté aux besoins des véhicules militaires. Ils sont polyvalents, permettant l’utilisation en bas niveau de lumière, la détection et localisation de tirs, de faisceaux lasers et offrent un contraste spécifique pour le décamouflage. La transmission atmosphérique en présence de brune est également meilleure que dans le visible.
Ce type d’imageur est actuellement réalisé à partir d’InGaAs sur substrat InP, hybridation par bille d’Indium et polissage du substrat. Toutefois, l’hybridation par billes d’Indium reste une étape très onéreuse dans la fabrication, alors n’est pas nécessaire en imagerie non refroidie ; elle est également un frein à la diminution du pas de pixel. Par conséquent, L’imagerie SWIR reste cantonnée à des marchés niches.
Ce projet propose une nouvelle technique de fabrication collective pour les imageurs InGaAs VisSWIR, permettant un changement d’échelle (« scalable »). Le projet s’appuie sur le collage moléculaire de la tranche (InGaAs/InP) sur la tranche circuit de lecture. Cette technique est basée sur l’architecture « loop-hole », issue des résultats de travaux dans le domaine de la photonique sur Silicium, permet l’interconnexion 3D et les photodiodes circulaires. Le procédé sera adapté, en particulier pour la température de diffusion Zn et le courant d’obscurité. Le profil de diffusion et la qualité de jonction seront optimisés pour limiter le courant d’obscurité et optimiser la sensibilité. Les techniques de métallisation seront adapté, un process complet sera réalisé jusqu’à une hybridation sur un circuit de lecture existant. Ces développements permettront dans le futur de réaliser des imageurs mégapixels au pas de 5µm.