Vous êtes ici : Accueil » Kiosque » Annonce

Identification

Identifiant: 
Mot de passe : 

Mot de passe oublié ?
Détails d'identification oubliés ?

Annonce

11 décembre 2017

Thèse CIFRE : Développement d’un procédé de fabrication de microlentilles planaires pour des applications imageurs


Catégorie : Doctorant


Les capteurs d’images font désormais partie de notre quotidien à travers les smartphones et autres appareils mobiles. La qualité croissante des images délivrées est liée au progrès importants des technologies mises en oeuvre. Les technologies Imageur permettent d’associer des modules de capture d’image avec des circuits intégrés. Ces modules sont construits avec des matrices de pixels photosensibles qui réagissent à certaines longueurs d’onde en fonction du type d’application visé. Ces matrices nécessitent la fabrication de microlentilles qui permettent de capturer et de focaliser les rayons lumineux vers chaque pixel.

La fabrication des microlentilles est un enjeu majeur pour maximiser la collection des photons et assurer une qualité d’image optimale. Les procédés actuels de fabrication sont basés sur le fluage de résine et la gravure. Par ailleurs, les applications deviennent plus complexes et imposent par exemple la nécessité la coexistance de lentilles de plusieurs formes et de plusieurs hauteurs au sein d’un même pixel. Ceci est actuellement réalisé en plusieurs étapes de photolithographie avec peu de contrôle sur les formes finales. Les microlentilles sont des optiques réfractives de forme sphérique dont l’épaisseur dépend de la longueur focale et peut varier de un à plusieurs microns. Cet aspect facteur de forme entraine des limitations technologiques dans le schéma d’intégration global.

Dans ce contexte nous proposons l’étude de nouveaux procédés innovants pour la réalisation de systèmes de focalisation de la lumière basés sur des films à gradient d’indice et/ou des lentilles de Fresnel. Le but de l’étude est d’évaluer le gain en milieu industriel en terme de capabilité de fabrication et de collection de photon par rapport aux procédés actuels basés sur le fluage de résine.

 

Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’un programme bilatéral de collaboration entre STMicroelectronics et le CEA-Leti. Le candidat viendra poursuivre et renforcer la collaboration existante entre les équipes de STMicrolectronics et le DOPT du CEA-Leti. Le travail expérimental sera effectué dans la salle blanche du CEA-Leti, et toutes les problématiques industrielles seront adressées à STMicroelectronics.

Dans un premier temps l’étudiant(e) aura comme but de démontrer la faisabilité théorique de microlentilles planaires, en réalisant un travail blibliographique de l’état de l’art, en investiguant tous les paramètres critiques tels que les matériaux à utiliser (réflectivité, empilement, épaisseurs des couches...), en imaginant des méthodes permettant de réaliser un gradient d’indice, en simulant optiquement une diversité de dimensions de pixels et de longueurs d’ondes.

Le/la candidat(e) mettra ensuite en place l’intégration du procédé dans une route industrielle imageur ou photodiode à avalanche. Il développera le dessin des structures permettant la variation d’indice, les procédés lithographiques, les procédés de gravure, la conception de masques lithographiques afin de réaliser un démonstrateur.

Dans le cadre de la thèse, le démonstrateur sera caractérisé électro-optiquement après fabrication et les performances mesurées seront comparées de façon critique avec les simulations réalisées en première partie de thèse. Dans une vision à plus long terme, ce projet permettra de faire un comparatif de performance des microlentilles asphériques à gradient d’indice et/ou de Fresnel durant la thèse avec le procédé de référence industriel pour démontrer le gain d’une telle innovation.

Compétences requises :

Physique générale, Matériaux, Optique.

Lieu de la thèse :

CEA Grenoble (38 Isère, FR) et STMicroelectronics Crolles (38 Isère, FR)

Contact

Dans cette rubrique

(c) GdR 720 ISIS - CNRS - 2011-2018.