Soutenance de thèse, Quentin FORNASIERO, 14 Déc. 2022

Fabrication et caractérisation de transistors HEMT et de diodes à base de GaN pour la conversion de tension DC-DC en électronique de puissance

Le mercredi 14 décembre 2022  à 10h00, Amphithéâtre de l’IRCICA

Parc Scientifique de la Haute Borne, 50 Avenue Halley
59658 Villeneuve d’Ascq

Résumé :

Ce travail de thèse s’inscrit dans une problématique constante d’intégrabilité des systèmes électroniques à fortes densités de puissance et à haut rendement pour l’électronique de puissance dans les secteurs civil, industriel et militaire: transports individuels et urbains, aéronautique et spatiale, high-tech. En cela, le Nitrure de Gallium (GaN) est un matériau couvrant une large étendue d’applications. C’est un candidat idéal pour le remplacement de la filière Silicium dont les limites sont aujourd’hui atteintes. Sa robustesse en milieu hostile – face à des températures extrêmes de plus de 200 °C, ou sous fort niveau de radiation – et ses propriétés de conduction électrique et thermique exceptionnelles en font un matériau de premier choix pour une nouvelle génération de composants pour l’électronique de puissance. Aujourd’hui, le principal verrou technologique s’opposant à son essor sur le marché est induit par des mécanismes complexes de piégeages des porteurs de charges électriques, limitant les performances en commutation à haute tension. de tels dispositifs. Ainsi, les objectifs de cette thèse consistent en la réalisation conjointe de diodes et de transistors HEMT de puissance sur hétérojonction AlGaN/GaN, plus spécifiquement adapté aux systèmes de conversion de tensions DC-DC. Le développement d’un procédé de fabrication de technologies normally-off est au coeur de ce travail, notamment les procédés de traitement de surface AlGaN par plasma SF6 et de dépôt d’oxyde pour la réalisation de grille MOS. Enfin, la caractérisation électrique et physique des composants et des hétérostructures à base de GaN apport des informations essentielles à la compréhension des mécanismes de transport des charges électriques en vue de l’optimisation des procédés de développement technologique dédiés à l’électronique de puissance.