Jury:

• Jean-Guy TARTARIN, LAAS, Univ. Toulouse (Rapporteur)
• Hassan MAHER, LN2, Univ Sherbrooke (Rapporteur)
• Nathalie MALBERT, IMS, Univ. Bordeaux (Examinatrice)
• Xavier WALLART, IEMN, Univ. Lille (Examinateur)
• Nicolas WICHMANN, IEMN, Univ. Lille (Co-encadrant de thèse)
• Sylvain BOLLAERT, IEMN, Univ. Lille (Directeur de thèse)

Summary:

Les avancées des technologies III-V permettent aujourd’hui de concevoir des composants électroniques fonctionnant en gammes millimétrique et submillimétrique (fréquences Terahertz) pour répondre aux besoins émergents du marché des télécommunications et de l’électronique à destination de différents secteurs industriels. L’électronique THz trouve des débouchées importantes dans les applications d’imagerie, entre autres pour la sécurité et les communications sans fils ultra haut débit (5G plus).

La technologie des transistors HEMT InP a connu ces dernières années un progrès remarquable dans la réalisation des circuits intégrés à très hautes fréquences (fréquence de fonctionnement à 1 THz) et de faible bruit. Peu d’acteurs mondiaux de la microélectronique (aucun en France) ont établi des performances atteignant ces fréquences THz. Nous proposons de développer une technologie répondant à cette demande.

Dans ces travaux de thèse, nous proposons de développer des HEMT InAlAs /InGaAs/InAs sur substrat d’InP de fréquence de coupure THz pour amplification faible bruit dans les systèmes de réception-détection THz. Nous avons pour cela optimisé la structure semiconductrice utilisée afin d’obtenir un meilleur compromis mobilité/charges électroniques. Nous avons également apporté des modifications géométriques (longueur de grille, taille du recess et espacements des électrodes du transistor) qui ont permis d’augmenter considérablement les fréquences de fonctionnement du transistor. Nous avons réalisé des mesures de paramètres S jusque 750 GHz et en bruit jusque 110 GHz, afin de valider les optimisations technologiques apportées à la structure HEMT.