MINATEC

Cadre du stage :

Cadre du stage :
Le laboratoire Infrarouge (LIR) du CEA-Leti est le laboratoire français de référence pour le développement de détecteurs infrarouges de nouvelle génération à base de CdHgTe. La technique d'épitaxie par jets moléculaires est utilisée pour ses capacités à produire des empilements semi-conducteurs complèxes, pour lesquels la composition d'alliage ainsi que le dopage varient de manière contrôlée. Aujourd'hui, le dopage de type n des couches lors de la croissance est très bien maîtrisé. Par contre, le dopage de type p (accepteurs) est en cours de développement au laboratoire. La maîtrise du dopage p devient indispensable pour la réalisation des photodétecteurs dits de troisième génération, notamment pour réaliser les dipositifs pour lesquels la rapidité de détection est primordiale.
 
La réalisation de couches dopées de type p est envisagée via l'incorporation d'atomes d'arsenic dans la maille cristalline de CdHgTe. Nous disposons au laboratoire de deux sources d'arsenic différentes permettant de générer l'arsenic sous des formes élémentaires ou polymérisées. Après croissance, des recuits thermiques seront nécessaires pour activer le dopant, c'est à dire placer les atomes d'arsenic sur un site du réseau cristallin sur lequel ces atomes d'arsenic se comportent comme des accepteurs.
 
Le stage aura lieu au sein de l'équipe "épitaxie par jets moléculaires II-VI" (EJM 2-6) du Laboratoire des Matériaux Semiconducteur (LMS) du STM. Le sujet de stage est en relation avec un industriel : SOFRADIR.
Travail demandé :
L'étudiant devra participer à l'élaboration des couches par épitaxie par jets moléculaires et analyser l'impact des paramètres de croissance (vitesse, composition, température, dopage, type de cellule arsenic) sur le matériau. Pour ce faire il aura à disposition plusieurs techniques de caractérisation (transmission infrarouge, ellipsométrie spectroscopique, diffraction X, microscopie optique). De plus, l'étudiant sera amené à utiliser les compétences du service de caractérisation du Leti pour réaliser des analyses plus poussées sur nos empilements : SIMS, diffraction X haute résolution.
Enfin, l'étudiant réalisera des recuits afin d'activer l'arsenic. Ces recuits seront suivis d'analyses de structure (SIMS, diffraction X) et surtout de mesures électriques qui devront permettre de qualifier les empilements du point de vue des propriétés de transport (mobilités des porteurs) et du taux d'activation atteint pour le dopant considéré. Le but de ce stage est de caractériser de manière la plus complète possible les empilements de HgCdTe dopés à l'arsenic et de synthétiser ces informations de façon à dégager des éléments permettant de statuer sur l'intérêt d'une source plutôt qu'une autre. Cette analyse se fera selon des critères de contrôle du dopage, d'homogénéité et de potentiel d'industrialisation.