Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université de Sidi Bel Abbès - Djillali Liabes
Affiliation
Département d’Electronique
Auteur
BENSEDDIK, Nadia
Directeur de thèse
BENAMARA Zineb (Professeur)
Co-directeur
MANSOUR-Halima (Professeur)
Filière
Electronique
Diplôme
Doctorat
Titre
Etude et caractérisation de nano-composants à base de semi-conducteurs III-V pour des applications en puissance et hyperfréquence
Mots clés
Trasistors,puissance , hyperfréquence, nitrures, III-V
Résumé
Les transistors à effet de champ basé sur les semiconducteurs III-V sont à l’heure actuelle les candidats les plus prometteurs pour des applications de puissance telles que les télécommunications. Pour ce faire, des transistors à effet de champ tels les HEMTs AlGaN /GaN (High Electron Mobility Transistor) seront réalisés afin d’étudier certaines caractéristiques comme la montée en fréquence, la linéarité, les fortes puissances et la tenue en température. L’objectif de cette thèse consiste à améliorer et à maîtriser une technologie stable à haute température. L’origine physique de ces caractéristiques réside notamment dans le procédé d’élaboration du matériau à base de nitrure (BAlGaN), mais aussi dans le procédé technologique utilisé, notamment les contacts ohmiques schottky. Alors que le contact ohmique optimisé s’est révélé être stable et opérationnel à haute température, de nombreux travaux restent à effectuer sur l’électrode de commande et les perspectives d’étude sont nombreuses. En effet, pour comprendre et maîtriser l’obtention d’une tension de claquage élevée, il est nécessaire de tenir compte de l’effet piézoélectrique qui impose un potentiel surfacique au contact Métal/SC et une forte densité de porteurs dans le canal. Pour le compenser, une couche de passivation y est nécessaire et permet même d’atténuer dans certains cas l’influence d’une pollution ambiante sur la couche (notamment humide). D’autres travaux, telles que l’influence non négligeable du nettoyage de la surface du matériau (GaN ou AlGaN) par des techniques utilisant, soit différents plasmas, soit des traitements chimiques sont envisagés. La stœchiométrie et l’évolution de la contrainte superficielle en surface, permettront de montrer un impact anormal sur les performances intrinsèques du composant. Cette thèse est donc dédiée à mieux appréhender les phénomènes physiques en surface qui conditionnent le fonctionnement du transistor. Au niveau procédé technologique, certaines difficultés majeures seront à surmonter : premièrement, améliorer la structure cristalline et la qualité du matériau qui varient en fonction du procédé de fabrication et du substrat utilisé (Al2O3, Si, SiC ) ; deuxièmement, minimiser les états de surface qui persistent après le process technologique employé pour fabriquer ces composants ; troisièmement, élaborer une couche de passivation qui permet soit de maintenir les performances électriques du transistor, soit de les améliorer. Ainsi des mesures électroniques du type courant- tension , capacité –tension en fonction de la température et la fréquence seront effectuées, ceci afin de comprendre les mécanismes de formation de ces matériaux et d’optimiser le fonctionnement de ces dispositifs nanométriques réalisés à partir de ces matériaux. Des mesures de résistivité par la méthode de quatre pointes permettront d’analyser la résistance carrée des couches élaborées, ainsi que des mesures de défauts et pièges profonds par le banc de DLTS. Une partie modélisation et simulation viendra compléter ce travail expérimental
Notes
ok
Statut
Vérifié