Abstract FR:

Nous presentons un developpement de matrices de bolometres monolithiques silicium pour la detection du rayonnement submillimetrique ( = 100 m1 mm) realise au cea/leti. L'application visee est l'instrument spire du futur telescope spatial first (far infrared and submillimetre telescope) de l'agence spatiale europeenne. Le plan focal propose fonctionne a 0,3 kelvin et fait appel aux technologies collectives de la micro-electronique, du micro-usinage silicium, et de la micro-connectique. L'absorption du rayonnement repose sur un principe original de double-resonance electromagnetique. L'elevation de temperature induite est mesuree par des thermometres a tres haute impedance, lus par des circuits cmos. Les thermometres sont realises par multi-implantation phosphore et bore du silicium (si : p,b). Afin d'etablir le lien entre les proprietes physiques du materiau si : p,b a basse temperature et les parametres de fabrication, nous avons developpe des modeles numeriques bases sur les techniques de percolation. Ces modeles rendent compte des proprietes electroniques et des phenomenes de conduction par sauts dans ce materiau, tant au niveau du signal qu'au niveau du bruit. Ils nous ont oriente dans les phases de conception et de realisation de barrettes de thermometres. Les moyens cryogeniques et les circuits de lecture mis en place ont permis de caracteriser en signal et en bruit les thermometres realises. Nous exposons ensuite les travaux effectues pour la realisation des matrices de bolometres. L'accent est mis sur les principes de l'absorption du rayonnement, assuree par des composes nitrures supraconducteurs, sur les proprietes thermiques des materiaux utilises (capacite calorifique et resistance thermique), et sur le circuit de lecture. Nous decrivons notamment un premier prototype comportant 50 pixels, ainsi qu'un plan focal 16 16 pixels integrant les circuits de pre-multiplexage et de lecture. Des voies innovantes sont proposees pour la realisation des thermometres.