Caracterisations électriques de matériaux et composants en carbure de silicium

par Christophe Raynaud

Thèse de doctorat en Electronique

Sous la direction de Gérard Guillot.


  • Résumé

    [Le carbure de silicium, de part ses propriétés physiques et électriques est un matériau semi conducteur intéressant pour des applications microélectroniques fonctionnant en milieu hostile. Ses potentialités élevées dans le domaine de la forte puissance, des hautes fréquences et des hautes températures sont toutefois encore entravées par des problèmes de qualité du matériau et de mise au point des différentes étapes technologiques nécessaires à l'élaboration des composants (implantation, gravure, oxydation. . . ). Ce travail s'est attaché à la caractérisation des défauts électriquement actifs superficiels et profonds, notamment l'azote et l'aluminium, par spectroscopie d'admittance et de transitoires de capacités (DLTS) dans les matériaux 6H-SiC des types n et p. Les énergies d'activation de l'azote et de l'aluminium, très largement utilisés comme dopants n et p ont été déterminées. Des mesures de courant effectuées sur diverses diodes Schottky et des onctions pn ont permis une analyse détaillée des mécanismes de transport du courant et de mettre en évidence des mécanismes de micro claquage. L'évolution de la mobilité des électrons en fonction de la température a été étudiée à partir de mesures de courants sur des transistors de type FET en tenant compte de l'ionisation incomplète des dopants à température ambiante. Enfin, l'étude de structures MOS a permis de caractériser par la technique TSIC, les pièges ioniques et les charges mobiles présents dans l'oxyde. ]

  • Titre traduit

    = Electrical characterisations of silicon carbide materials and devices.


  • Résumé

    [Its good physical and mechanical properties make Silicon Carbide an interesting semiconductor for microelectronics applications under hard conditions. But up to know, the quality of the material and the improvement of technological steps for the elaboration of deviees (ion implantation, etching, oxidation. . . ) is a serious limitation). For its high capabilities for high power, high frequency and high temperature applications. This work 1s essentially concentrated on the characterisation of deep and shallow levels, (nitrogen and aluminium), by admittance spectroscopy and by Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) in n- and p-type 6H-SiC materials. The activation energies of both nitrogen and aluminium have been determined. From current-voltage measurements, which have been performed on several kinds of structures (Schottky diodes and junctions ), current transport mechanisms have been analysed and micro plasmas have been observed. The temperature dependence of the electron mobility has been studied from current-voltage measurements on unction Field Effect Transistors, taking into account the incomplete ionisation of dopants at room temperature. Finally, Thermally Stimulated Ionic Current measurements have been performed on MOS capacitors in arder to determine the ionic traps and the mobile species in the oxide grown on 3C and 6H polytypes. ]

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Informations

  • Détails : 1 vol. (150 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le ury
  • Annexes : Bibliogr. p

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(1829)
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