Caractérisation et packaging de dispositifs en gamme millimétrique (H/F) — CNRS

Sujet de thèse :

Contributions à la caractérisation et packaging aux fréquences millimétriques

Contexte :

Le projet PACTERA du PEPR Packaging s’intéresse de façon ciblée (chaire packaging) à la validation des concepts et briques de base de packaging développées dans le projet. Il s’agit de développer des packagings dédiés à des filières de composants unitaires (Renatech) qui doivent encore monter en TRL pour être utilisés sur des démonstrateurs. L’IEMN a mis en place l’ensemble des outils de caractérisation en haute fréquence nécessaires à l’évaluation des performances des briques de base et des sous-systèmes associés pour les communications dans la gamme fréquentielle visée.

Nous prévoyons dans la chaire associée à PACTERA :

• De réaliser la caractérisation des substrats sur lesquels les dispositifs seront réalisées (à l’aide de techniques espace libre TDS ou techniques VNA sur des structures de propagation (lignes par exemple qui seront définies par nos collègues du CEA)
• De développer un packaging en structure guidante pour l’extraction du signal millimétrique, et/ou sur verre des composants à base de photodiodes. Ceci est nécessaire pour envisager une fonctionnalisation des dispositifs (packaging des dispositifs sur verre), permettant à terme de les intégrer dans des dispositifs configurables. Pour ces travaux, la bande D est visée et les techniques de report auront vocation à être réalisées au sein du réseau Renapack. De plus, sont visés de tester l’association de photodiodes à des structures actives à l’aide de bondings ultra-courts de type « wedge bond », qui seront par ailleurs évalués de façon individuelle et testés à l’IEMN jusque 300 GHz. Le savoir faire sera développé au sein du réseau Renapack au sein du PEPR Initiative Packaging, afin de l’ouvrir aux communautés
• De développer des techniques de caractérisation des surfaces en bande D (110-170 GHz) en mono-fréquence, afin d’extraire les indicateurs de performances (bande passante, rayonnement, comportement angulaire, …)
• De mesurer en rayonnement des premiers prototypes (autour de 140 GHz) des surfaces EM reconfigurables réalisées au CEA LETI, de conception conjointe IETR, XLIM et UGA
• De développer leur caractérisation également en bande D sur la base de canalisations bande D, sous différents formats de modulation (de QPSK à QAM-128). La spécificité des canaux bande D fait que des développements spécifiques à petites largeur spectrale (2.16 GHz) sont nécessaires en regard des standards actuels
• De réaliser des tests de niveau « système » de ces surfaces, en bande D pour valider les surfaces fabriquées par le consortium, et ce sur 2 volets :

o Tests génériques au niveau « couche physique », c’est-à-dire au niveau modulations, et ce en utilisant les métriques appropriées : Error Vector Magnitude (EVM), bit error rate (BER), Signal to Noise Ratio (SNR).

o Tests au niveau couche réseau : dans ce cas, des trames IP (internet

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