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Développement d'une filière technologique HBT-InP sur Silicium pour des applications de PA sub-THz dans les communications sans fils 6G

Défi technologique : Matériaux et procédés émergents pour les nanotechnologies et la microélectronique (en savoir +)

Département : Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire : Laboratoire Dispositifs Quantiques et Connectivité

Date de début : 01-09-2022

Localisation : Grenoble

Code CEA : SL-DRT-22-0718

Contact : herve.boutry@cea.fr

Avec la montée en capacité des réseaux de télécommunications sans fil, largement tirée par les usages et la mobilité, de nouveaux systèmes de communications, tels que la 6G, devront être développés. La gamme de fréquence « Terahertz ? THz », qui est à la fois l'optique des grandes longueurs d'onde et l'électronique des très hautes fréquences (à la limite des capacités intrinsèques des transistors), peut être une bonne candidate pour ces applications. Les systèmes RF à très haute fréquence (au-delà de 100 GHz) actuels reposent déjà, en partie, sur des composants et matériaux à base de semi-conducteurs autres que le Silicium, qui permettent d'atteindre des performances supérieures à celui-ci. Des transistors à base de GaN affichant une puissance de sortie élevée, à des fréquences fmax allant au-delà de 400GHz, ont été démontrés. Les technologies à base d'InP ne sont pas en reste, offrant la possibilité de produire du gain en courant à des puissances plus élevées que le Si et pour des fréquences allant jusqu'au THz (des records à 1,5 THz de fmax ont été démontrés dans la littérature). En interactions avec les ingénieurs process et device du CEA-LETI, le (ou la) candidat(e) participera au développement d'une filière technologique de transistors HBT à base d'hétérojonction InP/InGaAs sur substrat Silicium. L'architecture process du transistor sera défini par le candidat, en concertation avec l'IEMN, à Lille, et participera activement à la caractérisation électrique DC et RF au Léti et à l'IEMN. En fonction des résultats de caractérisations et des simulations menées (TCAD), il ou elle proposera des optimisations de process et de layout pour améliorer les performances des transistors, jusqu'à des Fmax > 500GHz, voire supérieures (FMAX=1THz).

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