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Semiconducteur III V nitruré pour photoconducteurs-interrupteurs 1550nm ultra-rapides – CERISE

Résumé de soumission

La filière GaAs faiblement nitrurée, dont la croissance est effectuée sur substrat GaAs, est une alternative à la filière InP traditionnelle pour la réalisation de composants pour télécommunications optiques aux longueurs d'onde 1.3 et 1.55µm. On peut ainsi espérer développer des composants sur substrats moins chers,, plus, solides, disponibles en plus grande dimension. De plus, il n'existe, à notre connaissance, aucun matériau capable de fournir des photoconducteurs utilisables comme interrupteurs électro-optiques performants à la longueur d'onde 1550nm des télécommunications optiques. Dans ce projet, nous proposons d'explorer les possibilités offertes par de nouveaux matériaux III V, le GaNAsSb faiblement nitruré pour réaliser des photoconducteurs fonctionnant comme interrupteurs électro-optiques ultra rapides et commandable à la longueur d'onde 1550nm des télécommunications optiques. L'objectif sera de surmonter les principales difficultés pour atteindre des résistivités en obscurité très élevées, des durées de vie de photoporteurs (sub)picoseconde, des contrastes d'impédance obscurité/éclairé et des bandes passantes élevées.

Le projet sera divisé en deux phases. La phase I sera consacrée à la croissance du matériau et sa caractérisation; elle sera essentiellement menée du côté singapourien. La phase II sera consacrée à la fabrication du photoconducteur et sa caractérisation; elle sera menée du côté français. Si nécessaire ces deux phases pourront être menées en parallèle pour une meilleure interactivité et dans un but d'efficacité. L'objectif de la phase I sera de maîtriser la croissance épitaxiale du GaNAsSb de telle manière que ce matériau acquère des propriétés compatibles avec l'application photoconducteur envisagée : énergie de bande interdite adaptée à la photodétection à 1550 nm, durée de vie des photoporteurs (sub) picoseconde, résistivité très élevée (objectif 1 mégohm.cm). On interviendra essentiellement sur la température du substrat et le rapport des flux des éléments V/III pendant la croissance pour favoriser et optimiser la formation d'antisites arsenic. Dans la phase II, on optimisera la technologie de fabrication du photoconducteur de telle manière que l'on obtienne des contrastes d'impédance éclairement/obscurité et des bandes passantes élevées pour un fonctionnement à la longueur d'onde optique 1550 nm. Notamment, on cherchera à minimiser les résistances de contact afin d'atteindre des contrastes supérieurs à 40dB et des bandes passantes au-delà de 20 GHz. En cas de succès, le composant ainsi obtenu pourrait s'avérer très utile dans les télécommunications, notamment pour la commutation et l'échantillonnage de signaux hyperfréquences. Cette technologie pourrait également trouver des applications dans d'autres domaines comme la génération et la détection de signaux térahertz.

Coordination du projet

Didier DECOSTER (Institute Electronics, Microelectronics Nanotechnology) – Didier.Decoster@IEMN.Univ-Lille1.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

NTU Nanyang Technological University
CINTRA CNRS-International-NTU-Thales-Research Alliance
THALES SYSTEMES AEROPORTES SA
IEMN Institute Electronics, Microelectronics Nanotechnology
L2E Laboratoire Electronique Electromagnétisme

Aide de l'ANR 150 105 euros
Début et durée du projet scientifique : mars 2011 - 36 Mois

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