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Etude et Intégration de Transistor GaN Cascode Monolithique

Défi technologique : Matériaux et procédés émergents pour les nanotechnologies et la microélectronique (en savoir +)

Département : Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire : Laboratoire des composants de Puissance à Semiconducteur

Date de début : 01-10-2022

Localisation : Grenoble

Code CEA : SL-DRT-22-0915

Contact : julien.buckley@cea.fr

Le LETI transfère actuellement une technologie de dispositifs de puissance AlGaN/GaN épitaxiés sur substrats Silicium 200mm avec un industriel reconnu dans le domaine du développement des composants de puissance (Silicium, SiC, ?). Les transistors de puissance à base de GaN peuvent avoir un fonctionnement de type normalement ouvert (dit à enrichissement) ou normalement fermé (dit à déplétion). Pour des raisons de sécurité il est souvent préféré d'employer des composants à enrichissement. Il existe trois principales méthodes pour obtenir ce type de dispositif : la réalisation d'une grille en GaN dopé type p, d'un canal de conduction inclus dans un empilement de type MOS (métal oxyde semi-conducteur) ou d'une architecture dite cascode (par assemblage d'un composant à enrichissement avec un composant à déplétion). L'architecture cascode pour les transistors à base de GaN connaît actuellement un grand succès de par la possibilité de piloter le dispositif avec des stratégies similaires aux dispositifs plus connus en silicium et du fait de son bon niveau fiabilité. Le travail de thèse consistera à mener une étude visant à dimensionner le composant, identifier les étapes technologiques (épitaxie, dépôt, lithographie, implantation?) nécessaires à sa fabrication puis à suivre et coordonner les actions nécessaires à sa réalisation en salle blanche. Une analyse et une interprétation des mesures électriques obtenues sera à mener en s'appuyant sur des simulations par éléments finis (TCAD avec outils Synopsys).

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