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Développement des procédés de gravure GaN et compréhension de leur impact sur les propriétés d’interface GaN/diélectrique

Défis technologiques Matériaux et procédés émergents pour les nanotechnologies et la microélectronique Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences Physique du solide, surfaces et interfaces

Résumé du sujet

Les composants électroniques de puissance sont utilisés dans les nouvelles technologies pour l’énergie telles que le photovoltaïque, l’éolien ou encore le véhicule électrique. L’utilisation des matériaux III-N (GaN, AlGaN) a permis d’améliorer les performances de ces composants. Une étape clé pour obtenir les caractéristiques électriques désirées est le contrôle précis de la gravure du GaN. Cette gravure ne doit pas endommager le matériau afin de ne pas impacter les performances électriques du dispositif final. Ainsi de nouvelles approches de gravure (type «Atomic Layer Etching ») ont été mises en place. Néanmoins, ce type de dispositif rencontre encore des problèmes de fiabilités, comme des instabilités au niveau de la tension de seuil (Vth) du transistor. D’après la littérature, ces problèmes seraient liés à des pièges situés dans le diélectrique et/ou à l’interface entre le diélectrique et le GaN gravé qui peut contenir des défauts (lacunes, contaminants, …).

Cette thèse de 3ans aura pour objectif le développement des procédés de gravure GaN permettant d’améliorer les propriétés d’interface GaN /diélectrique afin de limiter les instabilités de la tension de seuil du transistor. Le doctorant aura pour mission le développement des procédés de gravure satisfaisant les spécifications visées en terme de profil, vitesse de gravure, et d’endommagement. Il devra comprendre les mécanismes de gravure mis en jeu et à l’origine de l’endommagement du GaN, en utilisant les outils de caractérisations adaptés (mesure C(V), Dit, Résistivité, XPS, AFM…). Il aura aussi pour objectif l’évaluation de nouvelles stratégies de gravure et de dépôts diélectriques.

Laboratoire

Département des Plateformes Technologiques (LETI)
Service des procédés de Patterning
Laboratoire Gravure
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