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Développement d'un module de grille pour transistors de puissance verticaux en GaN

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 : 01-09-2022

Localisation : Grenoble

Code CEA : SL-DRT-22-0913

Contact : julien.buckley@cea.fr

Ce sujet de thèse est financé dans le cadre du volet électronique du PEPR (Programmes et équipements prioritaires de recherche) et du Programme d'investissements d'avenir du plan France Relance. Il adresse une thématique de recherche identifiée comme étant clés pour le développement de convertisseurs de puissance pour des applications industrielles et grand public. Il sera mené au sein du LTM-CNRS en collaboration avec le CEA-LETI sur le campus Minatec à Grenoble. Le travail portera sur les transistors de puissance en nitrure de gallium (GaN) qui permettent de développer des systèmes de conversion d'énergie électrique avec un meilleur rendement et plus compactes que ceux réalisés avec la technologie silicium qui est actuellement la plus répandue. Il existe maintenant une demande croissante pour ce type de composants. L'architecture des dispositifs commerciaux en GaN est de type latérale. Ils possèdent de ce fait une limite de puissance d'utilisation de l'ordre de plusieurs 10kW notamment de par la conduction du courant qui y est surfacique. Les architectures verticales, à conduction volumique, permettent de convertir des densités de puissance plus élevées. Leur développement nécessite un travail important au niveau de leur module de grille pour lequel on souhaite une tension de seuil suffisamment élevée, une faible résistance à la conduction du courant (i.e. forte mobilité électronique) et une robustesse aux surtensions de commande.

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