Optimisation de l’interface diélectrique/GaN pour la grille MIS des transistors de puissance

Publié le : 12 mars 2020

Sur le marché de l’électronique de puissance, un des challenges principaux pour le déploiement des technologies à base de GaN est le développement de composants normally-OFF fiables.

Dans le cas de transistors GaN avec une grille MIS, les propriétés de l’interface diélectrique/GaN sont cruciales.

L’objectif de cette thèse est d’optimiser l’interface diélectrique/GaN pour la grille MIS des transistors de puissance. Pour cela :

1. La qualité de l’interface diélectrique/GaN sera contrôlée par XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy). Cette technique permet d’étudier le degré d’oxydation de la surface du GaN. Des analyses complémentaires par ToF-SIMS (Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) et HRTEM (High Resolution Transmission Electron Microscopy) seront effectuées pour obtenir des informations concernant la composition chimique et la structure cristalline des matériaux.

2. La qualité des composants à base de GaN sera en parallèle étudiée grâce à la caractérisation des propriétés électriques de capacitances et transistors (mobilité, résistance à l’état passant et sous le canal, tension de seuil, hystérésis), ainsi que des mesures électriques fines (extraction états d’interface Dit, fiabilité)

3. La corrélation des résultats matériaux et électriques permettra de déterminer, de manière comparative, si l’interface oxyde/GaN est de bonne qualité afin de choisir les procédés de fabrication les plus adaptés. Pour ce faire, l’impact des différentes étapes de fabrication (nettoyage chimique, gravure, stripping, traitements plasma et recuits) sera évalué.

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