Partenaires

Ampère

Nos tutelles

CNRS Ecole Centrale de Lyon Université de Lyon Université Lyon 1 INSA de Lyon

Nos partenaires

Ingénierie@Lyon



Rechercher


Accueil > Thèses et HDR > Thèses en 2017

20/12/2017 - Damien BARRANGER

par Laurent Krähenbühl - publié le , mis à jour le

Damien Barranger soutient sa thèse le 20/122017 - 10h00 - Minatech (Grenoble)

Titre :
Développement de transistors AlGaN/GaN normally-off sur substrat silicium 200mm compatible avec une salle blanche CMOS

Jury :
Frédéric Morancho , Philippe Godignon : rapporteurs
Sylvie Contreras, Emmanuel Collard, Erwan Morvan : examinatrice et examinateurs
Dominique Planson : directeur de thèse

Résumé :
Pour certaines applications en électronique de puissance, nécessitant la tenue de fortes tensions, forts courants et/ou dans des environnements extrêmes, les propriétés du silicium ne sont plus suffisantes. Cependant, certains matériaux comme le nitrure de gallium (GaN) ou le SiC possèdent des propriétés excellentes qui permettent de répondre à ces besoins. La thèse porte sur le développement de composants à base d’hétérojonction AlGaN/GaN. Cette hétérojonction permet de bénéficier d’une excellente mobilité (2000 cm²/V.s) grâce à l’apparition d’un gaz d’électron dans le GaN. Cependant, les composants fabriqués sur cette hétérojonction sont normally-on. Pour des raisons de sécurité et d’habitude de conception des composants normally-off sont nécessaires.
Il existe de nombreuses façons de fabriquer des transistors normally-off à base d’hétérojonction AlGaN/GaN, dans cette thèse nous avons choisi d’étudier un MOSCHEMT, cette structure est caractérisée par une grille de type MOS et des accès de type HEMT possédant les excellentes propriétés de l’hétérojonction, en fonction des paramètres technologiques : épitaxie, process et structure des composants. L’une des variations technologiques étudiées est une structure cascodée permettant d’améliorer les performances à l’état passant sans détériorer la caractéristique en blocage des composants. L’objectif est de concevoir un composant normally-off sur substrat silicium 200 mm avec une tension de seuil supérieure à 1V, pouvant tenir 600 V en blocage, avec un calibre en courant entre 10 A et 30 A et compatible en salle blanche CMOS.
Le manuscrit comporte quatre chapitres. Grâce à une étude bibliographique, le premier chapitre présente les différentes méthodes permettant d’obtenir un transistor normally-off à base de nitrure de gallium. Ce chapitre présente et justifie le choix technologique du CEA-LETI (MOSC-HEMT). Le deuxième chapitre présente les modèles ainsi que les méthodes de caractérisations utilisés au cours de la thèse. Le troisième chapitre traite des résultats obtenus en faisant varier les paramètres de fabrication sur les MOSC-HEMT. Enfin, le quatrième chapitre montre une étude sur une technologie innovante de type cascode. Cette structure doit permettre d’augmenter la tension de claquage des transistors sans détériorer l’état passant.